项目摘要

    此项目开发的小型开放式高精密激光加工数控系统属于国内领先水平的产品，其中包括基于STEP-NC的CAD/CAM集成制造技术； 激光加工质量管理与监控技术；轨迹运动控制技术；激光控制技术：激光头随动控制、激光模式控制；高速、高精度伺服驱动控制技术；小型开放式高精密激光加工数控系统正样机研制等创新技术。
近几年，我国数控机床的需求量不断上升，但我国自行生产的数控机床仅占国内市场份额的三分之一，高端数控机床国内产品的市场占有率更低。因此就技术水平和整体实力而言，我国是机床生产大国，但并不是强国。此项目开发研制的先进系统将填补我国高端数控机床的空白，带动我国的制造业迅速发展。

产品/技术特点

    基于STEP-NC的CAD/CAM集成制造技术 
1） STEP一NC是STEP向数字化制造领域的扩展，是设计模块和制造模块之间基于STEP建立的新接口标准。 
2） 直接使用符合STEP标准(ISO10303)的CAD三维产品数据模型，加上工艺信息和刀具信息，直接产生加工程序来控制机床 。
3） 数据模型以制造特征进行编程，加工程序以加工步骤为基本模块（其中加工步骤是在产品模型中定义的对机床具体动作的概括性描述，涉及三维几何信息、刀具信息、制造特征及工艺信息）。

    基于STEP-NC的CAD/CAM集成制造系统 

    激光加工质量管理与监控技术 
1） 基于STEP-NC的CAD/CAPP/CNC集成系统。采用网络环境的PDM方式，适应不同的加工任务、动态变化的制造环境，保证各子系统间的信息共享。
2） 主要集中在三方面检测：切削状态的检测，工件加工尺寸的检测，机床运行状态的检测。 
3） 系统检测监控通过研华接口板完成与光栅的数据传输，可显示、存储光栅传感器返回的尺寸状态信息。
4） 应用统计方法对加工过程中的各个阶段进行监控，检测加工误差影响。

    轨迹运动控制技术 
1） 轨迹运动控制由轨迹插补、进给轴运动控制及坐标定位等环节组成。
2） 采用先进的轨迹插补算法以达到高轨迹精度。
3） 采用自适应逆控制的方法来解决进给轴运动控制。
4） 高速主轴采用混合陶瓷轴承并辅之以油润滑。
5） 基于DSP的运动控制器通常都能提供多轴协调运动控制与复杂的运动轨迹规划。    

    激光头随动控制 
1） 激光头运动控制包括数控和随动两种模式。
2） PWM脉冲可对激光器输出功率进行连续平滑调节，并控制激光的出光和停光。
3） 对曲面加工激光切割机进行五轴联动控制，保证激光束轴线方向与当前加工点处曲面的法线方向一致。 

    高速、高精度伺服驱动控制技术 
1） 传统伺服控制器进给伺服控制算法的不足，对未来轨迹信息的利用不够。
2） 采用待加工轨迹监控补偿控制，保证加工路径的准确实现，运动控制卡重复地检测机床各轴的实际位置并计算实际位置与理论位置的误差。
3） 采用基于DSP伺服控制系统，使许多先进控制策略和方法得以实现。
4） 对于轴向运动速度使用直线电机来驱动轴向运动取代原来用回转电机和滚珠丝杆的传统方法。
5） 主轴伺服控制系统建议采用科尔摩根公司生产的感应式直线电动机或日本松下MINAS小惯量系列数字伺服。

    开放式高精密激光加工数控系统正样机研制 
开发研制高性能PC软硬件平台、运动控制器、激光控制器、伺服驱动控制器等功能模块，并进行包括驱动、控制、加工、通讯等软、硬件集成与系统组装、联调，实现各模块的基本功能，并进行系统优化配置，实现小型开放式高精密激光加工数控系统精度、速度、可靠性等综合指标。

联系方式

季学猷 67235952