1、四川省科技支撑计划项目申报书教程文件申报编号：_ 密级： 四川省科技支撑计划项目申报书 项目名称： 精密机床动态综合补偿技术研究及应用 研究领域： 高档数控机床与基础制造装备 申报单位（盖章）： XX有限责任公司 项目负责人： 联系电话： 归口部门： 科技局 起止年限： 20 11 年 3 月至20 12 年 12 月 报送日期： 20 11 年 8 月 15 日 四川省科学技术厅制二0一一年 八 月填写说明1. 项目申报人填写项目申报书，应实事求是，表述明确。外来语要同时用原文和中文表达，第一次出现的缩略词，须注明全称。2. 申报人不用填写“申报编号”栏。3. 归口部门是指项目申报单位所隶属
2、的省级有关部门或所在市、州科技局。4. 各级政府行政机构不得作为项目申报单位，也不可以作为合作单位参与研究。5. 编写要求：（1）项目符合申报指南的要求，目标定位准确，指标明确、可考核；（2）项目任务明确，要充分考虑经济、技术等方面的可行性；（3）项目管理与实施符合四川省科技支撑计划管理暂行办法；（4）项目所需省拨经费按四川省科技支撑计划专项经费管理暂行办法管理和使用。6. 项目申报人按申报通知规定的份数，用A4纸打印申报书，左侧装订，不得加用塑料等额外装订材料。经申报单位、归口部门审核签署意见并加盖公章后，报送四川省科技厅项目受理办公室（发展计划处）。7. 网址：四川省科技厅 一、项目研究主
3、要目标、主要内容、技术关键、技术路线和应用方案。（不超过4500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。）（一）主要目标高速走丝线切割机床价格低、使用成本较低，但加工精度和表面粗糙度差，且加工效率低；低速走丝线切割机床加工精度高、表面粗糙度好，但机床价格极其昂贵，且使用成本高。本项目主要通过对影响加工质量的主要因素（如：工作台运动误差、电极丝定位误差、电极丝损耗、电参数等 ）进行研究，开发出动态综合补偿技术，促使高速走丝线切割机床向精密化发展，到达既提高加工精度、表面粗糙度和加工效率，同时也降低使用成本的目的。（二）主要内容 对高速走丝线切割机床中影响加工质量的主要因素即工作台运动误差、
4、电极丝定位误差、电极丝损耗、电参数等 所形成的综合误差进行实时动态补偿的技术开展研究，并开发出综合误差实时动态补偿系统。（三）技术关键 1、多要素误差测量及数据处理技术；2、基于智能模型的综合误差动态补偿技术；3、综合误差动态补偿系统及控制系统集成。（四）技术路线1、高速走丝线切割机工作台运动误差动态综合补偿技术研究根据高速走丝线切割机床的特点，分析影响工作台运动精度的原因。在此基础上选择合理的检测装置，设计误差测量方案，建立工作台运动误差数学模型，拟定工作台运动误差的补偿策略和算法。技术路线为：图1：工作台运动误差动态综合补偿技术研究技术路线2、高速走丝线切割机电极丝定位误差分析、预测与补偿
5、电极丝是高速走丝线切割的加工工具，电极丝的定位准确与否，将严重影响工件的加工质量。本课题将深入系统研究电极丝的定位系统，分析电极丝振动规律，开展吸振措施研究，预测定位误差变化，建立补偿策略。技术路线为： 图2：电极丝定位误差分析、预测与补偿技术路线3、高速走丝线切割机电极丝损耗可预测智能动态补偿研究高速走丝线切割加工中电极丝是重复使用的，因此加工过程中电极丝损耗是普遍存在的一个问题，电极丝的损耗对工件最终的加工精度和稳定性影响十分巨大。高速走丝线切割机电极丝损耗综合误差检测识别、建模及在线动态补偿技术主要研究走丝速度、切削厚度、加工时长等加工参数对电极丝损耗的影响规律，将电极丝的损耗从单一的固
6、定偏移误差补偿提升为可预测损耗的自动在线动态误差补偿，以提高切割精度。技术路线为：图3：电极丝损耗可预测智能动态补偿研究技术路线4、综合误差动态补偿系统研究将各单项误差检测及补偿技术所形成的综合误差进行补偿的技术开展研究，并开发出综合误差动态补偿系统。技术路线为：图4：综合误差实时补偿系统研究技术路线图（五）应用方案综合误差动态补偿框图本项目研究完成后，将形成一个误差综合补偿系统装置，应用于公司现行DK77HD、DK77CD等多个系列的线切割机床，形成具有动态综合补偿技术的精密线切割机床，在较大程度上提升产品性能和质量水平。二、立项的必要性及国内外研究现状、发展趋势和知识产权状况分析。（不超过
7、3500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。）（一）必要性 高速走丝加工是我国应用较多的一种线切割电火花加工方法，该加工方法的加工设备简单，加工成本低，在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用，但该加工方法加工精度不高，表面粗糙度差，加工稳定性差，在机械加工行业受到了较大的限制，影响了该加工方法的应用； 低速走丝电火花切割机床由于电极丝移动平稳，易获得较高的精度和表面粗糙度，但由于电极丝的消耗和机床结构的复杂，使机床价格极其昂贵且使用成本高。 基于以上问题，研究开发综合误差动态补偿技术，到达既提高加工精度、表面粗糙度和加工效率，同时也降低产品使用成本，是非常有必要的。（二）国内外研究现
8、状自1956年前苏联生产出第一台线切割机床至今已有54年。在此期间无论国外还是国内线切割加工都经历了巨大的变化，从最初的靠模线切割机床，到光电控制线切割机床，到数控线切割机床以及一系列加工技术、工艺方法的改进，使得线切割加工已成为目前应用最为广泛的特种加工方法，并愈来愈引起人们的关注和重视。国外(欧美、日本等)研究发展的低速走丝线切割机为适应对制造加工技术的要求，采用闭环数字交(直)流伺服控制系统，确保优良的动态性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以内。同时机床具有数字自动适应控制电源、自动穿丝、自动卸除废料、短路自动回退等自动化技术，此外对电极丝张力和工作液压力也可进行控制。由于使用了
9、新技术并注重计算机软件技术的更新和发展，低速走丝线切割机的工艺指标已达到了相当高的水平。机床的自动化程度高，加工稳定性好，已向无人化加工发展。其特点是加工精度高、表面粗糙度好，但机床价格极其昂贵且使用成本也高。有我国特色的高速走丝线切割加工技术自60年代末研制成功以来，经过40余年的不断完善和发展，现已成为制造业中不可缺少的加工手段，在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用。目前，高速走丝线切割机的切割速度普遍为60-80mm2/min，加工精度普遍为0.02 mm，粗糙度为Ra2.53m，可见其加工精度和表面粗糙度差，且加工效率低下，但具有机床价格低、使用成本较低的特点。（三）发展趋势高速走丝
10、线切割机受工作台运动误差、电极丝定位误差、电极丝损耗、电参数等因素影响，机床的加工精度有限。随着科技的发展，对制造技术的要求越来越高，高速走丝线切割机面临相当严峻的形势，高速走丝线切割机如何发展是电加工行业十分关心的课题。当前我国高速走丝线切割机床主要具有以下发展趋势：1、研制功能强大的基于PC的数控系统；2、人工智能技术与高速走丝线切割机的结合；3、线切割加工工艺规律的研究。由于高、低速走丝线切割加工采用不同的技术方案，无论是机床的结构，还是运丝系统或是加工条件都有很大的差异。排除价格因素，与低速走丝线切割加工技术水平相比，高速走丝线切割加工的精度、功能、工艺指标、自动化程度等方面还有明显的
11、差距。随着科技的发展，对制造技术的要求越来越高，加快发展线切割机床新技术，奋力赶上是很迫切的。（四）知识产权状况项目完成后预计可申请专有技术4项：1、线切割机床电极丝定位半自动化；2、线切割机床高频脉冲电源放电能量控制技术；3、线切割机床综合动态实时补偿技术；4、线切割机床电极丝损耗可预测智能动态补偿技术。三、项目的创新性。（理论创新、应用创新、技术创新、不超过2000字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。）为了充分利用高速走丝电火花线切割加工和低速走丝电火花线切割加工的优点，并克服他们各自的不足，在本项目中主要有以下的创新性：1、电极丝的损耗可检测技术；2、电极丝定位实现半自动化；3
12、、高频脉冲电源放电能量控制技术；4、综合动态实时补偿系统。四、项目应用前景和产学研结合情况。（不超过1000字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。）通过该项目的开展，掌握高速走丝线切割机床误差补偿领域的核心技术，并将多年来积累的误差控制及补偿经验转换成应用成果，解决我国高速走丝线切割机床存在的加工精度和表面粗糙度差的共性问题。该项目的开展，符合公司的业务发展战略，力争将线切割机床规模做到西部第一，对助推四川机床发展将起到重要的宣传推广作用。该项目研究与国家的产业发展方向吻合，促使突破电火花线切割机床高精密加工的技术瓶颈，对国产高速走丝线切割机床的技术质量快速提升将起到积极的带动作用，改
13、变高精密线切割机床过于依赖进口的局面，扩大精密线切割机国产化的比例。合作的学校是是四川省省属重点综合性大学。学校拥有4个国家级和14个省级特色专业，7个省级重点学科和1个省级重点培养学科，1个省部共建教育部重点实验室和2个省部级重点实验室，7个省级高校重点实验室。企业与学校是校企合作单位，签有校企战略合作协议，并有合作项目在研。本项目是以企业为主体、高校提供技术理论支撑的产学研合作项目。本通过与高校共同开展的产学研合作研究，通过充分利用高校优越的研发资源，能有效确保项目质量，并以“互惠互利”的原则积极带动产学研合作关系的健康发展。同时，本公司将作为高校的数控系统实践基地，让学以致用、以用育人。
14、五、项目实施的风险及应对策略。（不超过1500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。） 1、本项目符合国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见提出明确要求发展精密、高速数控装备和国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）提出的“突破一批数控机床基础技术和关键共性技术”等产业政策文件的精神。因此，无政策风险。2、本项目承制单位具有多年的机床研发和生产经验，并成功牵头组织了多项大型新产品开发项目，具有强大的业务网络和协调能力。因此，无技术风险。3、本项目承担单位属于国有独资的大型二类企业，经营状况良好，保证企业自筹资金能及时到位。因此，无资金风险。4、本项目第一承担单位具备完善
15、、稳定的市场体系，拥有较强的市场开拓能力，现有线切割机床已广泛运用与航空、兵器装备、模具加工等行业，市场机遇较大，基本能够达到预期经济效益。因此，市场风险较小。六、已有研究基础和承担优势 （包括与项目有关的前期研究状况、实验设备及设备条件、近三年主持或主研的科研成果；获奖及发表论文情况，不超过1500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。）1、公司于20世纪70年代开始从事机床的研发和生产，生产了大量用于特种装备、汽车零部件、射钉器及冰箱制造等装备制造业的机床，如排式钻床、靠模铣床、普通车床、龙门导轨磨床和八轴数控钻铣床等，积累了大量的机床研发与生产经验。公司数控机床开发融产学研为一体
16、，与多个科研院所建立了数控机床技术合作关系，实现了厂、校、所合作的综合性联合研究模式，是公司数控设备可持续发展强有力的源动力。2、与合作院校相协作分别完成前期文献、专利、技术标准等资料收集，完成相关企业调研，已初步完成了第一轮研制工作，项目开展已取得一定成果。合作方拥有机械电子工程及其自动化研究所，该项目可利用实验室及平台的相应资源。该所在基于PC的开放式数控系统、数控精密加工技术、工艺及装备，智能控制等方面具有深厚的研究实力，并获得了3项国家、省部级科技进步奖，拥有发明专利和新型实用专利各1项。合作人员均为高级技术职称人员，并拥有1名国家“千人计划”人才，人力资源有保障。七、项目的年度进度及
17、预期目标。（不超过1000字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员姓名。）（一）进度安排1、2011年3月完成第一轮系统研制工作；2、2012年3月完成第二轮系统研制工作；3、2012年12月完成第三轮系统研制及项目终验收。（二）预期目标该项目具备良好的市场条件，符合产业政策引导方向，并可带动一批关联性企业的发展，具有良好的经济效益和社会效益。预计到2013年，可实现产销具有动态综合补偿技术的精密线切割机床1000台以上、销售收入1亿元以上、利润1000万元、上缴利税1800万元以上；到2015年，实现产销设备4000台以上、销售收入4亿元以上、利润3600万元、上缴利税7000万元以上的目标。同时，本项目还将形成发明专利4项、嵌入式装置1台套、论文2-3篇、企业标准1项以上。十、审批情况。项 目 申 报 单 位 意 见领导签字 （盖章）归 口 部 门 意 见领导签字 （盖章）
