面向数控机床的先进控制技术创新团队

创新团队在技术上依托高档数控国家工程研究中心、辽宁省企业技术中心开展高档数控系统的研发与产业化工作。针对发达国家对高档数控系统核心算法与功能模块的封锁限制，团队通过自主创新，形成了5轴联动与复合加工控制、高速高精运动控制、现场总线及网络化控制等多项高档数控系统的核心技术，建立了专业化的成套数控产品研发、生产、检测、销售和服务基地，研发了覆盖高中档及专用型的多个系列十余种型号的“蓝天数控”产品。产品已广泛应用于具有多通道控制功能的5轴联动加工中心、复合加工中心、磨削加工中心等，实现了叶轮、机匣等复杂曲面零件的高效加工。近年来，创新团队先后承担了“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项、国家智能制造专项等国家级课题。团队打造的多项产品获国家级新产品以及国家和省部级科技奖励，拥有70余项国家专利，并获得中国专利优秀奖。

主要研究方向包括：l 智能化数控技术研究与开发；l 面向特殊工件特殊工艺的专用数控技术研究与开发；l 各类数控机床成套解决方案的制定。

主要科技成果包括：l 标准型数控系统；l 高档数控系统；l 专用数控系统；l GJ系列伺服驱动器及伺服电机。

案例一：车铣复合机床成套解决方案

控制系统：蓝天数控标准型数控系统GJ320

技术特点：l 最大配置12个进给轴/旋转轴，4个总线/模拟主轴；l 主轴定向、Cs轴控制；l 圆柱插补、极坐标插补；l 断屑加工功能，有效避免带状切屑缠绕在工件、刀具和卡盘上，导致刮伤工件、引发刀具破损等问题；l 伺服刀塔控制功能，将伺服轴配置为伺服刀塔轴，定位精度与重覆精度高，换刀动作快速精准；l 实现一次装卡，在一个设置中完成车削、铣削、钻孔、攻丝和深孔镗削等加工工艺需求。

案例二：3轴、4轴及以上加工中心成套解决方案

控制系统：蓝天数控标准型数控系统GJ320

技术特点：l 双主轴，双Z轴控制功能；l 双随机刀库控制功能；l 刀具管理功能，比对刀具使用记录与预设刀具寿命，得出刀具剩余寿命，实现精准的提前寿命警告，并自动换刀；l 4000r/min高速刚性攻丝；l 攻丝回退功能；l 高速加减速过程振动抑制及小线段加工功能，减小机械冲击，提高模具加工质量；l 具备语法检查、轨迹预览等功能，及系统状态、机床状态的监控功能，各轴数据、报警信息、加工日志的记录功能，方便了程序的校验、故障的诊断和维修。

案例三：凸轮磨削中心成套解决方案

控制系统：蓝天数控标准型数控系统GJ320

机床通途：凸轮轴、曲轴磨削精加工

技术特点：l 全总线、全闭环控制；l 可替代NUM系统，实现大型凸轮与曲轴高精度低损伤磨削精加工，精度可达0.003mm；l 系统可根据凸轮型线轨迹直接生成凸轮磨削极坐标或圆弧相切加工程序，可提高加工效率及表面质量；l 具备开发磨削工艺软件包和磨削工艺专家系统，实现砂轮-工件-机床的运行优化匹配。

案例四：双过程11轴砂带磨削中心成套解决方案

控制系统：蓝天数控高档数控系统GJ430

机床用途：航发叶片磨削精加工

技术特点：l 全总线、全闭环控制；l 多过程多轴控制（一过程7轴联动用于工件姿态转换，二过程7轴联动用于磨头姿态调整，其中三个坐标轴轴为公共轴）；l RTCP功能；l 公共轴功能，实现过程间轴切换；l 位置保护及实时防碰撞检测功能；l 砂带张紧力控制功能。

案例五：桥式动梁龙门5轴加工中心成套解决方案

控制系统：蓝天数控智能型高档数控系统GJ680

机床用途：飞机大型结构件精加工

技术特点：l 全总线、全闭环控制；l RTCP功能；l 同步消隙控制功能，实现X轴4个电机同时驱动；l 进给率自适应：根据工艺参数自动调整进给速率，优化加工质量；l 精优曲面：内嵌轨迹智能优化算法，提高空间曲面加工质量；l 在线测量：接入第三方外设，对刀具和工件的几何信息自动测量，自动补偿；l 加工环境检测：引入温度、振动等多种传感器，感知机床加工环境，提供优化建议和故障诊断；l 刀具管理：应用RFID传感器对刀具入库等进行跟踪记录，根据刀具寿命实现智能换刀；l 程序管理：支持多种工艺设计程序，支持网络端多种程序来源，支持TXT、DXF等程序文件格式；l 任务管理：安排和管理机床的生产任务，显示出机床所有订单的完成状态，方便验收；l 内置优化与诊断：通过传感器感知、工艺参数识别技术及误差补偿算法，提供优化建议和故障诊断；l 工业大数据信息平台：支持大数据汇聚的工业信息共享平台；l 数字车间管理：仿真呈现现实车间的生产和运行情况。

案例六：双过程11轴微孔冷加工超快激光加工中心成套解决方案

控制系统：蓝天数控高档数控系统GJ430

机床用途：航发叶片打孔、火焰筒打孔

技术特点：l 全总线、全闭环控制；l 多过程多轴控制（一过程5轴联动用于工件姿态转换，二过程6轴联动用于激光设备光束指向调及打孔检测）；l RTCP功能；l 位置保护及实时防碰撞检测功能；l 具备开发激光加工工艺软件包和激光加工工艺专家系统，实现激光头-工件-机床的运行优化匹配；l 激光焦距测量功能，激光光路切换功能，四光楔扫描功能，激光功率检测功能；l 恒重叠螺旋扫描控制功能，保证恒角速度螺旋扫描过程中的恒功率加工。

案例七：电加工数控机床成套解决方案

控制系统：基于开放式体系结构，采用二次开发平台，结合电加工特殊工艺，研制的GJ302E电加工专用数控系统

技术特点：l 放电间隙与抬刀控制功能，避免工件表面灼伤；l 精确逆向控制功能；l 平动控制与补偿功能，简化加工轨迹，实现路径最优，提高加工效率；l 内嵌电加工工艺专家系统，实现加工工艺策略自动筛选；l 提升打孔精度，由3μ提升到0.5μ；l 提升加工效率，φ20，20mm深孔加工时间由40min缩减到30min。