本项目属于先进制造领域。 曲轴、凸轮轴等非对称轴，是车船发动机等动力装备的核心部件。我国汽车发动机年产超过2200万台，中低速船用柴油机年产约1.6万台，非对称轴加工需求庞大。随动磨削作为关键精加工，工艺装备被国外企业长期垄断。 随动磨削可通过一次装夹，加工出所有轴段，无重复装夹定位误差，加工效率高。但曲轴等非对称轴的低刚度特征和高精度要求，给随动磨削提出了极大挑战，需要解决：工件可靠顶持与小结构变形、砂轮架灵敏跟随与高刚度接触、随动创成运动平稳与磨除率均匀等三个主要矛盾。 在国家科技重大专项和上海市科技攻关计划等项目支持下，经十余年攻关，突破非对称轴随动磨削工艺与装备关键技术瓶颈，形成了具有自主知识产权的成套技术，主要发明点如下： 1、低刚度工件的精密装夹方法与装置 发明了高刚度头架、恒力顺应顶持尾架和重载伺服托持机构，实现了顶持与托持的力位精确控制，解决了可靠夹持定位与小结构变形的兼容矛盾；提出了基于非对称轴测点轮廓重构的位姿高效自动调整方法，实现了工件轴线精密校直、角向定位对刀和磨削余量预测。用于12.5吨、4.75米大型曲轴装夹，轴线径向定位误差小于0.050毫米。 2、高刚度、高跟随性砂轮架系统 发明了定转子内置式动静压电主轴和新构型直线电机静压导轨驱动装置，降低了磨削力和电磁载荷对砂轮架运动精度的影响；发明了变速、变载滚珠丝杠摩擦阻尼评估方法和测量装置，实现了砂轮架结构质量、刚度、阻尼等机械参数与驱动控制参数的优化匹配；满足了砂轮架高刚度接触与高响应跟随要求。用于行程720毫米、重2吨的随动磨床砂轮架，重复定位精度达0.0018毫米。 3、随动磨削运动规划方法及专用数控系统 发明了随动磨削工件回转、砂轮架跟随、磨削点周向移动三个关联运动规划方法，解决了惯性冲击造成的工件变形与磨除率沿轮廓周向变化导致的表面质量波动等问题；发明了曲轴轮廓跨尺度在机测量装置及误差补偿方法，形成了高精度随动磨削专用数控软件，具备异形轮廓创成运动、C-X轴柔顺变速联动、材料均匀磨除等协调控制功能；提高了随动磨削的几何精度与表面质量一致性。用于汽车曲轴随动磨削，主轴颈和连杆颈圆度误差均小于0.002毫米。 获国家发明专利授权12项，实用新型专利授权1项，软件著作权登记3项，企业标准1项；发表学术论文18篇。研制出大型船用曲轴及凸轮、汽车曲轴、偏心轴四种随动磨床系列产品：大型曲轴随动磨床属我国首台套，为广柴、镇江中船和沈鼓加工出5种型号大型曲轴；数控凸轮磨床用于沪东中华4种型号船舶发动机凸轮磨削，满足德国MDT公司船用柴油机加工要求；汽车曲轴随动磨床为国家科技重大专项重点成果，是进入上汽通用发动机生产线的首台国产曲轴磨床，过程性能指数Ppk>1.67，功能、规格、精度、节拍、工序能力均达到JUNKER和LANDIS等国外同类磨床水平。两次获中国数控机床展会春燕奖。近三年新增产值6050万，新增利润1858万，替代进口节省资金10650万。 中国机械工业联合会组织的成果鉴定认为“总体上达到了国际先进水平，在大型曲轴变速回转、弹性变形自动检测及补偿等技术方面处于国际领先”。