近年來，我國數控機床的發展取得顯著成績。北京市高效綠色數控加工工藝及裝備工程技術研究中心已經成為涉及高端裝備制造中的CAD/CAM/CAE技術、高效數控加工工藝及裝備技術、綠色切削加工及機床輕量化技術、制造質量及可靠性技術的高水平綜合工程中心。

北京市高效綠色數控加工工藝及裝備工程技術研究中心（以下簡稱中心）于2014年獲得認定，依托單位為北京航空航天大學，共建單位為北京機電院機床有限公司、北京星航機電裝備有限公司。

公司在國內知名專家教授的引領帶動下，組建了一支國內******的超精密技術研發團隊，研發團隊在超精密機床的單元技術、切削機理和工藝、成套技術及應用工藝方面具備豐富的技術經驗和實踐積累。可為北京精密零件加工，北京鋁合金異型件加工制造相關產業提供優質的技術服務。

突破關鍵技術

中心重點面向北京市高端數控裝備產業技術跨越發展工程和航空航天制造，開展數控加工裝備和制造過程中的高效化、綠色化、數字化、智能化等共性關鍵技術研究、工程化應用示范、技術支持服務和人才培養培訓等工作。

中心學術帶頭人劉強教授說：我們希望借助中心這個平臺，推動制造裝備與工藝技術融合，促進首都制造企業高效綠色數控加工技術發展，為高端制造裝備設計制造技術及工程化應用提供支撐。

成立以來，中心突破了大型復雜構件高速加工穩定性、高效加工切削載荷均衡化、加工過程殘余應力及加工變形預測控制等關鍵技術，解決了大型復雜構件數控加工失穩、損傷和變形三大難題，實現了工程應用。

中心研究開發的時變切削條件下切削力/熱載荷均衡預適調控技術和大型復雜鈦合金構件低損傷加工工藝，解決了新一代飛機難加工材料鈦合金、鋁合金等結構件數控加工過程零件損傷問題，使典型鈦合金結構件銑削線速度達到200米/分鐘，表面粗糙度提高一至兩個等級。

中心研究開發的工業機器人輔助增減材復合制造系統，解決了鋁合金零部件快速成型中的增減材加工軌跡規劃、工藝控制、機器人精度校準等難題，實現了大型鋁合金結構的快速制造，為大型金屬構件的高效、低成本快速成型奠定了應用基礎。

中心成員主持完成的科技成果跨代飛機大型復雜構件高質高效數控加工過程關鍵技術及應用，獲2017年度中國機械工業科學技術獎特等獎。

劉強介紹道，該成果出自成都飛機工業（集團）有限責任公司與中心的研發團隊，團隊針對新一代飛機大型復雜構件數控加工過程存在的加工難題，歷經10年研究攻關，突破了關鍵技術，形成了支持新一代飛機研制的數控加工關鍵技術體系和核心能力。

北京衛星制造廠將該技術應用于神州飛船典型關鍵構件的加工，綜合優化后單件工時分別減少67%和63%。

北京星航機電裝備有限公司在壁板、框段、翼面、接頭等結構件加工中應用該技術，鋁合金零件和鈦合金零件典型數銑工序加工效率分別提高20%和15%以上，累計節約加工工時近2萬小時。

該技術為改進機床動力學性能提供了技術支持，有效促進了其在航空航天、車輛、機床等領域的應用。

探索產學研合作

雖然中心成立時間不長，但北航科研團隊從事數控加工技術研究已有年頭。劉強介紹，中心結合難加工材料加工重大需求，與星航機電、北京衛星制造廠、北京工研精機等北京市重點企業合作，共同探索產學研合作模式。

中心副主任袁松梅教授帶領的團隊在典型難加工材料及結構件的銑削加工中應用綠色切削微量潤滑技術，大幅減少切削液用量，有效降低刀具磨損，顯著提高加工效率；自主設計研制的旋轉超聲振動加工系統，提出的復合材料加工工藝優化理論、加工表面質量評價及控制方法等復合材料加工技術研究成果已應用于航天典型復合材料零件高效加工中，大大提升了加工效率，提高了加工質量，并降低了刀具磨損。

服務京津冀協同創新

2016年8月，天津市武清區人民政府與北京航空航天大學（以機械學院為主）經過友好協商，雙方一致同意全面深化區校合作，建立長期合作伙伴關系，成立了北航（天津武清）智能制造研究院有限公司，致力于發展智能制造核心技術的產學研基地。

中心主任趙罡教授介紹，武清研究院的核心骨干來源于中心及北京航空航天大學智能制造相關研究方向的師生研究團隊，是一個圍繞綠色制造和智能制造領域，開展知識創新、實施技術轉移、匯聚創新人才、孵化高新企業的新型創新實體。

未來，該研究院將建成******級科研創新基地，產生一批行業領先的高新技術，轉移一批重大技術成果，孵化一批創新型高新技術企業，匯聚和培養一批高端創新型人才，成為京津冀區校合作技術研發和產業轉化的示范項目。

目前，中心研發的STEP-CNC原型數控系統，實現了將T樣條引入到自由曲面加工過程。項目負責人肖文磊副教授介紹：我們自主研發的曲面軌跡在線生成功能模塊已經基本實現了ISO 14649標準定義的自由曲面加工策略，該功能在國際STEP-NC研究領域還鮮有報道。

目前，中心研發的STEP-CNC數控系統已經成功裝備了一臺自主研發的數控機床，能夠實現2.5D和自由曲面的自適應刀軌生成及加工。該機床于2017年11月在上海工博會作為工業4.0的典型案例與德國倍福公司聯合展出，引起了智能制造領域的關注。STEP-CNC數控機床的發展和推廣將有可能引起數字化制造技術的革命性變革。

肖文磊副教授稱，STEP-CNC技術的發展將推動智能制造的發展，形成新型的制造模式。STEP-CNC數控系統已列入北航（天津武清）智能制造研究院的重點孵化方向之一，其深入應用和產業化發展將推動首都經濟社會的發展。