该项目来源于部级科研课题，主要以精密传动系统为研究对象，建立了动态传动精度模型，分析了传动系统中各零件的加工误差、装配误差、间隙及齿轮啮合刚度、轴承刚度等因素对传动误差的影响；开发出传动误差测试系统，实现了传动误差的高精度测试，其测试精度为±2角秒，并可分析传动系统单项传动误差和各次谐波。 该传动误差测试系统可广泛应用于各种精密传动系统的误差测试与分析中，如齿轮机床、数控机床、精密减速机、工业机器人等的传动系统中。该项目由一支从事多年传动系统设计、制造的高水平科研团队承担，多年一直从事该产品的开发，积累了较丰富的设计制造经验，承担了多项国家863课题、国家重大专项课题、省部级课题等。

目概况    目前，国内外大量应用弧焊机器人系统从整体上看基本都属第一代或准二代焊接机器人系统。由于焊接路径和焊接参数是根据实际作业条件预先设置的，在焊接时缺少外部信息传感和实时调整控制功能，这类弧焊机器人一般不能应对焊接作业条件严格的稳定性要求，焊接时缺乏“柔性”，表现出明显的缺点。在实际弧焊过程中，焊接条件是经常变化的，如加工和装配等误差会造成焊缝位置和尺寸的变化，焊接过程中工件受热及散热条件改变会造成焊道变形和熔透不均。    为克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响，提高机器人作业智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊机器人系统不仅能实现焊接参数的在线调整，且能实现焊缝的自动实时跟踪。己完成铝镁硅合金框架弧焊机器人柔性工作站焊缝智能跟踪与图象处理技术，使企业塞拉门设计制造的技术水平达国际先进水平。 本项目具有国际先进水平，拥有自主知识产权。 主要特点    已完成的项目，塞拉门框架的材料为铝镁硅合金，材料特殊、框架尺寸较大，焊点多而短、焊接质量要求高，故解决柔性夹具设计、实现两面焊接、满足多系列多规格门框尺寸的要求是体现了成果的先进性；    铝镁硅合金框架弧焊机器入柔性工作站所包括的柔性夹具、焊缝智能跟踪与图象处理技术，使企业塞拉门设计制造的技术水平达国际先进水平，体现了成果的创造性。技术指标    国内城市轨道车辆、高速列车的迅猛发展使得城轨门生产逐年猛增，品种不断翻新，但铝镁硅合金框架等主要零部件仍为手工焊接。由于手工焊接依赖于工人的技术水平，效率低，焊接质量欠佳，优质品率低，是制约我国城轨门产品升级的关键技术。    首选企业的高精度焊件达到：焊缝识别误差600×600像素， ±0. 25mm，±0.20mm;焊枪姿态误差，±0. 045mm，±0.040mm;其它误差（包括焊丝变形误差、工件热变形误差、焊接电流误差等），±0. 030mm，±0.020mm;视觉跟踪综合误差，±0.5mm，±0.35mm。市场前景    成果实施后使用单位使用前手工焊接的1.2万件／年，达到4万件。按人工焊接生产水平，支出费用为72万x3. 5=252万，机器人的投入成本1年半内可收回，且可满足使用单位近3-5年的发展需求。    按近几年使用单位产品产量的增长速度，2009-2010年产量可达5.5万件，2台机器人工作站每年可生产5. 68万件，完全满足生产要求。若仍用人工焊接则成本支出为72万x4. 6=331.2方元，而机器人工作台投入费用为零。企业每年可新增产值4-5亿元，利税1. 2-1.5亿元。    市场应用方面已具备推广应用的基本条件，该成果的完成，不仅可以提升企业高精度特材焊件设计制造的技术水平，提高企业技术创新能力和提升产业集聚度，使产品达同行业国内领先或国际先进水平，且可成为企业现代先进制造工艺与装备工程应用的一个亮点。通过开发研制，真正体现了产学研合作的现代高等教育理念，在高校和企业中锻炼出一批机器人研制方面、具有实战经验的科技人才。

1、中高端数控车床的设计、研究；2、数控机床的发展方向；3、机床装配关键工艺；4、中高端数控机床专利技术

本项目是在原 C5116E 普通立车基础上，进行数控改造，机床主轴采用四段变频调速，既能实现每段转速范围内的无级变速控制、又能得到低转速段大的输出扭矩； X 轴和 Z 轴进给采用精密滚珠丝杠、配套数控伺服（可根据用户需要配套各种系统）；数控刀架采用国产 AK27320×6QY1 六工位自动转位刀架；机床还配置了平板链式排屑器、冷却切削液供给装置等；主要功能部件采用了国产优质机床功能部件配套，大大提高了国产化率和产品的性价比。

光纤接口数控C面磨床是光纤通信产业用于加工光纤连接器中的核心零件——二氧化锆(ZrO2)陶瓷插针C面倒角的数控磨床。 工件磨削采用金刚砂轮；工件架进给采用新颖二层直线滚动导轨复合滑台：下层滑台大进给气动控制实施工件位，上层滑台应用减速电机加曲柄连杆机构实现工件小行程往复磨削运动；为避免大进给气动冲击，在下层滑台两端还配置了液压缓冲器吸震；整机的电气操纵采用OMRON液晶显示触摸屏，通过OMRON CQMIH系列CPU组合模块对磨削进给、工件转速实行程序列自动控制，砂轮进给实行高分辨率的数控进给控制。 此机床已生产了12台，用于中科院上海技术物理研究所中日合资大平洋蓝登光器件有限公司，与我校同时研制的“光纤接口数控同轴磨床”一起，已成为制造光纤接口流水线上的关键设备。

本发明公开了一种重型数控装备测控传感网，包括：信号获取子系统，用于获取数控装备加工过程的多源信息；信号预处理子系统，用于接收信号获取子系统的信号，并进行预处理；数据采集子系统，用于对预处理后的信号进行采集，包括对多路模拟信号进行模/数转换后采集，以及对多路数字信号进行直接采集；信号分析与处理子系统，用于对数据采集子系统采集的信号进行分析和处理，获得重型数控装备的状态信息，从而识别出装备加工状态的优劣和预测后续运行状态，并反馈到数控系统实现实时控制。本发明的传感网同时具有实时监测和实时控

本项目的目标是开发新一代全数字化高档数控系统（五轴），研究相关软硬件核心技术，提升南通市及我国高档数控系统的自主技术创新和产业化能力，在高速立、卧式加工中心，精密立、卧式加工中心，五轴联动加工中心，高速数控车床及车削中心，卧式车铣复合加工中心等高档数控机床上配套应用，形成批量生产能力。可达技术指标序号名称规格1插补周期1ms2最小分辨率脉冲模式，1um；总线模式，0.1um3前瞻段数10004联动轴数五轴，三个直线轴、两个旋转轴5伺服驱动接口脉冲、SERCOS III、Mechatrolink II6曲线插补Nurbs曲线插补7RTCP刀具中心点控制8空间刀具补偿多种空间刀具补偿模式，补偿建立、取消9平面C型刀具补偿256组10螺距误差补偿单向、双向螺距误差补偿11反向间隙补偿多种条件补偿模式12加减速功能直线型和S型13G代码标准兼容Fanuc标准14宏程序功能Fanuc A类宏程序15PLC功能兼容Fanuc标准，最大支持1024输入/1024输出点，128个定时器，128个计数器16现场总线接口CAN、RS485   一、系统关键技术 高速高精多轴运动控制算法研究： (1) 基于前瞻功能的连续微小线段轨迹运动控制算法 基于超声波加工运动特性及动力学特性分析，提出“速度规划单元”和“速度等级”概念。实现了具有前瞻功能的连续微小线段轨迹速度规划算法。该算法根据读入轨迹段的几何特性及动力学特性自适应实现超声波加工轨迹插补中的速度控制，在保证轨迹精度的前提下，尽可能地提高超声波加工速度；根据微段速度规划策略，实现了针对连续微小线段轨迹的插补算法。插补算法可正确确定微段插补过程中每一步的轨迹坐标，并解决插补过程中的终点判断问题。 (2) 柔性加减速控制算法 实现了对插补轨迹进行精确控制以及对加速度和加加速进行控制。优异的加减速控制算法可以避免超声波加工中心的冲击、振动，并在不增加系统运算量的情况下使得整个插补过程能够平滑快速执行。本部分工作实现了直线型加减速、S型加减速。此外由于轨迹插补和速度规划的离散性，重点实现了轨迹末端的速度平滑处理，即“尾巴处理”，使整个插补过程平滑进行。 (3) NURBS曲线插补及速度平滑控制 实现了具有轨迹预读功能的NURBS曲线运动规划算法。针对NURBS曲线的轨迹几何特征，实现了基于“规划单元”的速度规划和参数插补算法。给出NURBS预读策略和速度规划算法，通过规划单元的预读、规划单元间转接速度的调整和规划结果的及时输出保证了插补的实时性；实现了NURBS曲线规划单元的参数插补方法。为了适应采用的轨迹预读算法，提出“重叠拼接法，实现了相邻两个NURBS曲线的光滑转接。 机床精度补偿技术研究： (1) RTCP技术 实现了旋转刀具中心点编程RTCP(Rotation Tool Centre Point)。RTCP功能采用将以往在CAM中的由机床配置引起坐标变换移植到CNC控制器中在坐标插补之后进行的策略,即采用先插补后转换的机制来彻底消除坐标旋转而引起的非线性误差，提高加工精度。 (2)空间刀具补偿技术 实现了空间刀具补偿。测量超声波工具直径与伸出长度，并确定最佳工作间隙，以及在此工艺条件下去除的材料厚度，将三者之和作为“工具补偿参数”通过分析超声波头与零件之间关系，开发适应不同情况的刀具补偿矢量计算方法。根据补偿指令方法的使用方式，实现了工具补偿的建立与取消方法。实现了补偿过程中由于补偿平面的改变而引起的工具干涉情况。 (3)误差补偿技术 除了RTCP和空间刀补外，实现了反向间隙补偿、螺距误差补偿。控制系统体系结构研究： (1) 运动控制总线 实现了与伺服驱动器的通信。运动控制总线的国际标准较多，在不开发伺服驱动器的条件下，只能采用某一国际标准。本系统实现了两个标准：(1)基于以太网物理层的SERCOS III标准，该标准是欧系数控系统的主力标准，有大量的高性能伺服驱动器可供选择；(2)基于RS485物理层的Mechatrolink II标准，该标准由安川开发，伺服驱动器价格相对低，具有成本优势。 (2) 位置控制算法 实现了对电机的位置控制。本系统采用目前成熟稳定的带有前馈的PID控制实现位置环，闭环周期100ms。传统的PID是典型的反馈控制，虽然具有稳定的优点，但是需要误差已经产生后才能改变输出，进而实现对目标值的跟踪，因此从根本上是无法避免跟踪误差的。而前馈控制可以将目标值处理后直接向前传递，达到系统快速响应和跟踪的目的，理论上可以实现对目标值的零误差跟踪。 (3) PLC相关技术 实现了梯形图的编辑、编译、运行、调试功能。同时提供PC Windowns环境下的梯形图编辑、编译环境。 二、对国家产业结构影响 通过本项目的实施，将极大促进我国自主高档数控机床产业的整体进步，形成打破国外技术垄断和产品封锁的知识产权利器，使国产高档数控机床及高档数控系统在国内外市场上具有核心竞争力和自主权。     应用范围：   本项目的目标是开发新一代全数字化高档数控系统，研究相关软硬件核心技术，提升我国高档数控系统的自主技术创新和产业化能力，在高速立、卧式加工中心，精密立、卧式加工中心，五轴联动加工中心，高速数控车床及车削中心，卧式铣车（车铣）复合加工中心等高档数控机床上配套应用，形成批量生产能力。

TE金属材料数控试验中心是目前国内最先进的专用于鉴定和鉴别金属板材力学性能、塑性成形和冲压性能的集成式数控试验机系统，可以测量多种金属材料力学性能及成形性能指标，还能根据用户编制的CNC数控指令进行自定义的成形性模拟试验。 TE金属材料数控试验中心能完成的主要试验有：拉伸(Tensile)试验、压缩(Compress)试验、弯曲(Bending)试验、杯突(Erichsen)试验、拉深(Swift)试验、凸耳(Earing)试验、锥杯(C.C.V)试验、扩孔(K.W.I)试验、成形极限(FLD)试验。可以测量的金属材料力学性能指标有：抗拉强度Rm、屈服强度Rp、弹性模量E、塑性应变比r、应变硬化指数n、延伸率等；可以测量的金属材料成形性指标有：杯突值IE、极限拉深比LDR、凸耳率e、扩孔率λ、锥杯值CCV、最小弯曲半径Rmin等。主要性能指标满足国标GB/T15825.1～15825.8-1995《金属薄板成形性能与试验方法》及GB/T228-2002《金属材料拉伸试验方法》中所规定的试验规范。

当前高速数控装备的进给速度已达到40m/min以上、主轴速度达几万转，同时我国的航天航空、车辆与船舶、新能源等行业对复杂型面的高速高精度数控加工提出了迫切的需求。近年来，国内在数控系统开发方面取得了很大的进步，但在复杂轨迹高速加工的控制技术方面与国外相比还有很大的距离。为满足国内厂家对高端数控装备的实际需求，西安交通大学开发出了系列的多轴联动高性能数控系统 在高速高加速度下，插补周期从几个毫秒逐渐缩短至零点几个毫秒，速度预处理至少应达到每秒上千段，传统基于PC的数控系统很难满足高速、大批量数据计算的需求。本项目采用了嵌入式软硬件平台创新技术路线，开发出的嵌入式数控系统可实现8轴控制5联动，在性能价格比方面达到国际同类产品水平的中档数控系统系列产品，在国内处于领先水平。

项目概况 根据社会应用的主流数控系统，成功研制了适合学生学习和培训的系列化的数控系统 综合实验装置，系列化数控系统综合实验装置中使用的典型数控系统日本 FANUC 数控系统， 德国西门子数控系统，日本三菱数控系统和国内典型的数控系统，利用该系列数控系统综合 实验装置，可以进行数控系统从应用入门到数控系统操作编程，故障诊断与维护，数控系统 中 PLC（PMC）应用开发，参数调试以及综合应用等教学和培训。 主要特点 1、数控系统选型典型。从国内广泛应用的国产数控系统到世界著名的日本 FANUC、日 本三菱、德国西门子等数控系统，具有很好的代表性。 2、结构简明，多样化。根据教学和培训需求，综合实验装置设计结构简明，对数控系 统电气组成一目了然，既有一体化的结构，也有模块化结构。也可以根据用户需求定制实验 装置风格。 3、产品设计功能多，开放性好。根据数控系统丰富的功能，尽可能多的把数控系统功 能展示和应用，综合实验装置应用功能是开放的。 4、部件配置完整。系列化的综合实验装置上都配备了与数控机床一样的完整的电气部 件。 5、技术资料丰富。作为教学实验装置，装置上主要部件都提供详细的技术资料，便于 教学和培训学习。 开设的实验项目 a) 数控系统编程操作实验 b) 数控系统硬件连接组成实验 c) 数控系统功能参数设置方法实验 d) 数控系统输入输出接口实验 e) 数控系统 PMC 编程实验（选做） f) 数控系统控制伺服电机实验 g) 数控系统控制主轴电机实验 h) 数控系统（车）控制螺纹加工实验 i) 数控系统控制刀架电机实验 j) 数控系统电气调试实验 k) 数控系统典型故障分析与维修实验 l) 数控机床电气设计与调试实验 市场前景 该系列产品不仅在本校使用，近年来还在多次政府采购和院校采购活动中连续中标， 具有良好的市场占有率，赢得了众多客户的信任和支持，目前已为国内几十多所大专院校所 采用，