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龙图腾网恭喜泉州天宗体育用品有限公司申请的专利一种数控综合实训系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119596840B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510139211.1，技术领域涉及：G05B19/19；该发明授权一种数控综合实训系统是由孙清卫;黄宗辉设计研发完成，并于2025-02-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种数控综合实训系统在说明书摘要公布了：本发明涉及计算机辅助教学技术领域，具体地说，涉及一种数控综合实训系统，其包括物理建模轨迹计算单元、环境构建轨迹渲染单元和程序轨迹关联交互单元，本发明中物理建模轨迹计算单元运用有限元分析和多体动力学对刀具、工件和机床系统建模，结合数控程序求解运动方程，多轴联动时确定刀具在工件系位置，得出精确轨迹，环境构建轨迹渲染单元采用Phong光照和三次样条曲线算法，经着色器程序对平滑后的刀具轨迹渲染，用户可操控视角并查看轨迹点信息，程序轨迹关联交互单元利用有限自动机理论开发解析器，构建程序结构树关联程序段与轨迹段，实现代码与轨迹双向高亮及基于用户操作的轨迹修改和程序更新，提升了数控实训的准确性。

本发明授权一种数控综合实训系统在权利要求书中公布了：1.一种数控综合实训系统，其特征在于，包括物理建模轨迹计算单元（1）、环境构建轨迹渲染单元（2）、程序轨迹关联交互单元（3）；所述物理建模轨迹计算单元（1）运用有限元分析和多体动力学对包含刀具、工件和机床的系统进行建模，所述物理建模轨迹计算单元（1）包括物理建模模块（11），物理建模模块（11）根据数控程序将指令转为刀具与工件接触区域的边界和加载条件，采用隐式时间积分算法求解系统运动方程计算刀具的运动参数，所述物理建模模块（11）中运用多体动力学对包含刀具、工件和机床的系统进行建模的方法为：将刀具、工件和机床的各运动部件视为刚体，依据其几何形状与质量分布确定惯性张量，对于主轴，通过测量其直径、长度及质量，结合回转体惯性张量计算公式计算惯性张量，对于工作台，利用平行轴定理计算相对于质心的惯性张量；通过分析机床实际运动链，确定各刚体间的运动副类型及约束条件，根据数控程序给定的进给速度、主轴转速指令，将其转化为相应刚体上的力和力矩；对于主轴驱动，依据转速和转动惯量计算所需施加的转矩，对于工作台进给驱动，按照进给速度和工作台质量，利用牛顿第二定律确定驱动力，使模型运动与数控程序指令匹配，当多轴联动时利用齐次坐标变换和旋转矩阵确定刀具在工件系的位置，得到刀具在三维空间中的连续轨迹；所述环境构建轨迹渲染单元（2）基于现代图形API开发渲染引擎，使用Phong光照和三次样条曲线算法，通过着色器程序对经平滑处理的刀具轨迹进行渲染，用户可通过输入设备操控视角，运用深度缓冲和光线投射算法显示轨迹点信息，所述环境构建轨迹渲染单元（2）中基于已开发的渲染引擎，进一步使用Phong光照和三次样条曲线算法，通过着色器程序对经平滑处理的刀具轨迹进行渲染的具体方法如下：对原始刀具轨迹进行平滑处理，将原始离散的刀具轨迹点集作为输入，采用三次样条曲线算法进行平滑操作，获取三次样条函数，并对三次样条函数进行离散化，将其转换为一组新的顶点坐标，再根据新的顶点坐标计算法向量；在着色器程序中，为渲染的刀具轨迹添加光照，所述添加光照包括计算环境光、计算漫反射光以及计算镜面反射光，所述计算环境光用于模拟场景中来自周围环境的均匀光照，给刀具轨迹一个基础的亮度，所述计算漫反射光用于模拟光线在刀具轨迹表面的漫反射，根据表面朝向不同产生不同强度的光照，所述计算镜面反射光用于模拟光线在刀具轨迹表面的镜面反射效果，产生高光亮点；环境光、漫反射光和镜面反射光的强度相加，得到最终的光照强度，应用到着色器程序的输出颜色中，将经过转换和平滑处理并结合了光照信息的轨迹数据传递给着色器程序，着色器程序在接收到这些信息后，根据光照强度计算最终颜色，并将其应用于平滑后的轨迹上，通过图形API的渲染管线将带有光照效果的平滑刀具轨迹渲染到屏幕上；所述程序轨迹关联交互单元（3）使用有限自动机理论开发数控程序解析器，构建程序结构树并关联程序段和轨迹段，实现代码与轨迹的双向高亮显示及基于用户操作的轨迹修改和程序更新。

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