成果信息

该技术在能源、运载、国防等领域，需要制造大型、薄壁、复杂、难加工材料的精密零件，对数控装备的精度、效率、可靠性等性能指标提出了更高的要求。随着高性能数控机床精度、效率越来越高，高速、高加速度成为数控机床动态行为的主要表现形式，机床的力学特性（如结构、间隙、动静刚度、摩擦特性、振动等）、热学特性、以及力、热耦合特性等因素将直接影响机床的动力学行为，使数控机床的性能发生变化，对机床的加工质量和效率产生显著影响，进而对现有的控制理论和方法提出了极大的挑战。本成果主要内容包括： （1）数控机床多轴力、热耦合特性分析及数字建模； （2）数控机床动态性能对加工质量和效率的影响及其敏感性分析； （3）数控机床的智能控制与加工精度强化。 本成果创新点： （1）首次提出基于主轴刚度椭球分布的刀具轨迹和姿态优化方法，研究了基于多轴数控加工规划与控制，开发了相应的刀具轨迹和姿态优化软件； （2）提出了基于数控机床“自激励”的机床结构实验模态研究方法，该方法能有效激发各种机床的模态，特别解决了重型机床的有效激振的问题； （3）提出了参数化的不动结合面的动力学建模新方法，提高了建模的精度； （4）研究基于驱动信号的切削状态识别方法，实时控制切削参数，控制切削变形和抑制振动； （5）提出了考虑热弹性效应的数控机床热动态特性建模方法，建立了数控机床进给系统热特性预测模型。 以上创新成果处于国际领先水平，申请了国家发明专利，并已发表在国际期刊上。 )

背景介绍

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件的控制单元，数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成。现有数控机床，尤其是随着控制轴数量的增加，机床内空间有限。)

应用前景

本成果都可与数控机床配套使用，具有很大的市场，按照国外同类型产品来看，一项实用成果的价格就在10多万左右，故其将产生的经济效益和社会效益是巨大的。)