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龍圖騰網恭喜泉州天宗體育用品有限公司申請的專利一種數控綜合實訓系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119596840B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-09發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510139211.1，技術領域涉及：G05B19/19；該發明授權一種數控綜合實訓系統是由孫清衛;黃宗輝設計研發完成，并于2025-02-08向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種數控綜合實訓系統在說明書摘要公布了：本發明涉及計算機輔助教學技術領域，具體地說，涉及一種數控綜合實訓系統，其包括物理建模軌跡計算單元、環境構建軌跡渲染單元和程序軌跡關聯交互單元，本發明中物理建模軌跡計算單元運用有限元分析和多體動力學對刀具、工件和機床系統建模，結合數控程序求解運動方程，多軸聯動時確定刀具在工件系位置，得出精確軌跡，環境構建軌跡渲染單元采用Phong光照和三次樣條曲線算法，經著色器程序對平滑后的刀具軌跡渲染，用戶可操控視角并查看軌跡點信息，程序軌跡關聯交互單元利用有限自動機理論開發解析器，構建程序結構樹關聯程序段與軌跡段，實現代碼與軌跡雙向高亮及基于用戶操作的軌跡修改和程序更新，提升了數控實訓的準確性。

本發明授權一種數控綜合實訓系統在權利要求書中公布了：1.一種數控綜合實訓系統，其特征在于，包括物理建模軌跡計算單元（1）、環境構建軌跡渲染單元（2）、程序軌跡關聯交互單元（3）；所述物理建模軌跡計算單元（1）運用有限元分析和多體動力學對包含刀具、工件和機床的系統進行建模，所述物理建模軌跡計算單元（1）包括物理建模模塊（11），物理建模模塊（11）根據數控程序將指令轉為刀具與工件接觸區域的邊界和加載條件，采用隱式時間積分算法求解系統運動方程計算刀具的運動參數，所述物理建模模塊（11）中運用多體動力學對包含刀具、工件和機床的系統進行建模的方法為：將刀具、工件和機床的各運動部件視為剛體，依據其幾何形狀與質量分布確定慣性張量，對于主軸，通過測量其直徑、長度及質量，結合回轉體慣性張量計算公式計算慣性張量，對于工作臺，利用平行軸定理計算相對于質心的慣性張量；通過分析機床實際運動鏈，確定各剛體間的運動副類型及約束條件，根據數控程序給定的進給速度、主軸轉速指令，將其轉化為相應剛體上的力和力矩；對于主軸驅動，依據轉速和轉動慣量計算所需施加的轉矩，對于工作臺進給驅動，按照進給速度和工作臺質量，利用牛頓第二定律確定驅動力，使模型運動與數控程序指令匹配，當多軸聯動時利用齊次坐標變換和旋轉矩陣確定刀具在工件系的位置，得到刀具在三維空間中的連續軌跡；所述環境構建軌跡渲染單元（2）基于現代圖形API開發渲染引擎，使用Phong光照和三次樣條曲線算法，通過著色器程序對經平滑處理的刀具軌跡進行渲染，用戶可通過輸入設備操控視角，運用深度緩沖和光線投射算法顯示軌跡點信息，所述環境構建軌跡渲染單元（2）中基于已開發的渲染引擎，進一步使用Phong光照和三次樣條曲線算法，通過著色器程序對經平滑處理的刀具軌跡進行渲染的具體方法如下：對原始刀具軌跡進行平滑處理，將原始離散的刀具軌跡點集作為輸入，采用三次樣條曲線算法進行平滑操作，獲取三次樣條函數，并對三次樣條函數進行離散化，將其轉換為一組新的頂點坐標，再根據新的頂點坐標計算法向量；在著色器程序中，為渲染的刀具軌跡添加光照，所述添加光照包括計算環境光、計算漫反射光以及計算鏡面反射光，所述計算環境光用于模擬場景中來自周圍環境的均勻光照，給刀具軌跡一個基礎的亮度，所述計算漫反射光用于模擬光線在刀具軌跡表面的漫反射，根據表面朝向不同產生不同強度的光照，所述計算鏡面反射光用于模擬光線在刀具軌跡表面的鏡面反射效果，產生高光亮點；環境光、漫反射光和鏡面反射光的強度相加，得到最終的光照強度，應用到著色器程序的輸出顏色中，將經過轉換和平滑處理并結合了光照信息的軌跡數據傳遞給著色器程序，著色器程序在接收到這些信息后，根據光照強度計算最終顏色，并將其應用于平滑后的軌跡上，通過圖形API的渲染管線將帶有光照效果的平滑刀具軌跡渲染到屏幕上；所述程序軌跡關聯交互單元（3）使用有限自動機理論開發數控程序解析器，構建程序結構樹并關聯程序段和軌跡段，實現代碼與軌跡的雙向高亮顯示及基于用戶操作的軌跡修改和程序更新。

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