科创中国

行业领域

高端装备制造产业

需求背景

(1)理论研究及分析

利用有限元分析方法对大型龙门五轴数控机床进行动力学和静力学分析，掌握整体

机身、立柱、工作台、主轴、滑枕、横梁等关键部件的动静力学分布规律和特性;通过

仿真研究并行控制、串联控制和交叉耦合控制等多种控制方法，确定适合大型龙门动柱

式数控机床的同步控制策略;分析研究切削力、总功率、各轴电流、系统静态误差等特

性，确定切削力的主要关联因素并建立主要因素与切削力的动态模型。

(2)总体方案及结构优化设计

在理论研究分析的基础上，完成大型龙门动柱式数控机床的整体结构设计，并对大

型龙门数控铣床的横梁、立柱、滑枕等主要结构进行动静态特性仿真，实现载荷条件下

机床关键部件的优化布局和轻量化设计。

(3)机床的制造装配及调试

根据设计的结构，配合甲方加工制造零部件并完成机床的装配，实施系统的安装和

调试，并对掌握的关键技术开展试验研究分析，实现机床的高速高精度高稳定性和高可

靠性运行。

需解决的主要技术难题

(1)整体机身结构布局与优化设计;

(2)横梁重心及运动质量平衡结构设计;(3)抗变形对称结构轻量化设计;

(4)优化双伺服电机同步驱动的横梁运动结构;

(5)研究变工况下双轴驱动结构同步运动一致性和平衡性控制问题;(6)研究复杂工况下横梁、立柱等机床结构变形等所造成的加工误差。

期望实现的主要技术目标

(1)整体机身、主轴、滑枕、横梁等关键部件的动静力学分布规律研究

利用有限元分析方法对大型龙门五轴数控机床进行动力学和静力学分析，掌握整体机身、主轴、滑枕、横梁、立柱、工作台等关键部件的动静力学分布规律和特性;。

(2)大型龙门动柱式数控机床的同步控制研究

通过仿真分析研究不同控制方法，确定适合大型龙门动柱式数控机床的同步控制策略。

(3)联合研制龙门动柱式五轴数控重切削智能装备样机

三轴行程分别为:X轴21m、Y轴4m、Z轴1.6m，最大承重可达到35吨，定位精度可达到+0.005mm/300mm，重复定位精度可达到+0.003mm/300mm。

(4)联合申请专利3~6项。

(5)形成技术报告和系统结构资料各1份。

需求解析

解析单位：湖北省武汉市东湖新技术开发区 解析时间：2022-11-11

王正伦

华中科技大学科协

科协办公室主任

综合评价

服务团通过对接会、专题研讨、等多种形式的活动，全面梳理企业的技术需求、服务需求、人才需求，将科创资源对接到试点城市园区。通过构建灵活高效的协同机制，精准开展供需对接，细致解析企业需求，打通科学家与企业家之间的堵点。 技术需求基本能够解决

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