專利名稱：五軸數(shù)控加工雙nurbs刀具軌跡速度規(guī)劃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)字控制方法，具體是一種五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法。
背景技術(shù)：
曲線曲面的加工，即針對具有自由形面和曲線輪廓零件的數(shù)控加工日益得到重視和廣泛的使用。如使用在航空航天器上的復(fù)雜形狀零件，汽車流線形覆蓋件，模具的型腔和汽輪機(jī)葉片等，都是具有復(fù)雜曲線曲面零件的典型代表?；陔x散直線段與圓弧的小線段插補(bǔ)是用來加工此類復(fù)雜曲線曲面的傳統(tǒng)方法。為了提高加工精度，不得不采用長度很小的線段與圓弧來逼近曲線曲面，這就會(huì)造成加上的一系列問題首先眾多的小線段會(huì)造成加工過程中機(jī)床平凡的加減速，一方面，速度的劇烈波動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響加工表面的質(zhì)量；另一方面，機(jī)床在整個(gè)加工過程中很難達(dá)到預(yù)期設(shè)定的進(jìn)給速度，影響加工的效率。其次，加工代買是通過NC文件傳輸?shù)綑C(jī)床中的，大量的小線段與圓弧會(huì)造成NC文件的急劇膨脹，從而使得加工代碼傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。雖然采用前瞻技術(shù)可以提高加工效率，但是仍然難以滿足目前高速高精度加工的要求。NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline非均勻有理B樣條)曲線，對標(biāo)準(zhǔn)的解析形狀和自由形狀提供了統(tǒng)一的參數(shù)表達(dá)，通過修改其控制點(diǎn)和權(quán)因子可以靈活的調(diào)整曲線曲面的形狀。據(jù)此眾多優(yōu)點(diǎn)，NURBS曲線不僅成為自由曲線曲面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)格式，也成為以NURBS插補(bǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息表達(dá)方式。NURBS插補(bǔ)是參數(shù)化查插補(bǔ)的一種典型類型，其特點(diǎn)是將加工軌跡路徑用參數(shù)化曲線表達(dá)，相對于傳統(tǒng)的直線和圓弧插補(bǔ)，除了能有效的減少數(shù)控加工文件的大小外，在調(diào)高加工精度，改善加工過程中機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性都方面有著無可比擬的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的三軸加工相比，五軸加工技術(shù)增加了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，以便在加工過程中國控制刀具的方向。傳統(tǒng)的五軸加工方法利用CAM軟件得到滿足加工精度的五軸加工軌跡， 并利用后置處理技術(shù)將刀具的位置信息轉(zhuǎn)化為機(jī)床五軸的控制命令。在運(yùn)動(dòng)代碼的執(zhí)行過程中，由于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而造成刀尖點(diǎn)的軌跡偏離規(guī)定的位置，從而造成過切或者欠切等加工缺陷；同時(shí)刀尖點(diǎn)的速度在刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響下也會(huì)呈現(xiàn)不規(guī)律的變化，最終會(huì)嚴(yán)重影響工件加工的表面質(zhì)量。而參數(shù)化插補(bǔ)則是直接在描述刀具位姿的工件坐標(biāo)系下進(jìn)行插補(bǔ)，可有效的避免因旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)造成的非線性誤差。五軸聯(lián)動(dòng)等距雙NURBS曲線是在工件坐標(biāo)系下以兩條等距NURBS曲線分別表示刀具的刀心點(diǎn)和刀軸點(diǎn)，通過對應(yīng)參數(shù)處位于刀心點(diǎn)曲線上額點(diǎn)來描述刀具位置，通過刀心點(diǎn)與刀軸點(diǎn)的連線來獲取相應(yīng)位置處的刀軸方向。雙NURBS插補(bǔ)兼具工件坐標(biāo)系下插補(bǔ)和 NURBS插補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn)，可以減小非線性誤差，直接控制刀具中心點(diǎn)的速度，在側(cè)刃加工中，有效的避免過切與欠切，提高加工精度；同時(shí)可以使實(shí)際進(jìn)給速度更高、更平滑；使機(jī)床運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性更好；加工工件具有更好的表面質(zhì)量。現(xiàn)有的針對五軸聯(lián)動(dòng)等距雙NURBS插補(bǔ)的技術(shù)中，均采用恒進(jìn)給速度或恒進(jìn)給加速度的速度規(guī)劃方法，而沒有考慮插補(bǔ)精度、材料去除率及機(jī)床各軸伺服能力的綜合約束。而恒進(jìn)給速度或恒進(jìn)給加速度的速度規(guī)劃方法， 沒有實(shí)時(shí)的根據(jù)刀具路徑的幾何特性及機(jī)床各軸的伺服能力，對進(jìn)給速度進(jìn)行自適應(yīng)的變化，為了保證加工精度，就只能針對整條刀具路徑，采用一個(gè)恒定而保守的進(jìn)給速度及進(jìn)給加速度，加工效率無法提高，從而雙NURBS插補(bǔ)的優(yōu)勢得不到充分的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法。該方法簡單易行、計(jì)算效率高，能方便的應(yīng)用于實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括如下步驟第一，建立面向雙NURBS曲線刀具軌跡路徑插補(bǔ)的綜合約束，包含以下步驟①建立雙NURBS曲線刀具軌跡中刀具速度分布場；②建立刀軸掃描面積模型及其最大可行速度約束；③建立插補(bǔ)精度模型及其最大可行速度約束；④建立五軸機(jī)床各軸伺服能力約束；⑤綜合上述各項(xiàng)約束，求解刀具在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度與加速度，建立機(jī)床插補(bǔ)過程中的綜合約束空間。第二，基于窗口掃描的雙向速度規(guī)劃，包含以下步驟①在雙NURBS刀具軌跡上從確定窗口起始與終止點(diǎn)的參數(shù)坐際；②在窗口區(qū)域內(nèi)，在可行速度域內(nèi)向窗口起始點(diǎn)反向掃描，獲得反向速度掃描曲線；如果反向速度掃描曲線超出可行速度范圍，則將速度曲線調(diào)整至可行速度范圍之內(nèi)；③以當(dāng)前速度為基礎(chǔ)，在可行速度域內(nèi)從窗口起點(diǎn)處向窗口末端正向掃描，獲取當(dāng)前周期的進(jìn)給速度。所述的雙NURBS曲線刀具軌跡路徑，以兩條等距NURBS曲線分別表示刀尖點(diǎn)和刀軸點(diǎn)的軌跡，共同描述加工軌跡上刀具的位置和姿態(tài)。所述的刀具速度分布場是指刀具在運(yùn)動(dòng)過程中刀具自身軸線上各點(diǎn)不同的速度所組成的速度集合。所述刀軸掃描面積是指刀具軸線在雙NURBS曲線刀路構(gòu)成的直紋面上掃略形成的面積。所述最大可行速度是指在滿足恒定材料去除率的條件下對刀具的速度場分布形成的約束。所述插補(bǔ)精度是指曲線路徑相鄰插補(bǔ)點(diǎn)間線性過渡與給定的曲線刀路之間存在的最大偏差，其中包括刀心點(diǎn)的位置偏差和刀軸方向的方向偏差。所述的約束是指小于上述最大偏差對插補(bǔ)形成的約束。所述五軸機(jī)床各軸伺服能力約束是指機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸最大速度、加速度和躍度的約束值。所述的最大可行速度和加速度是指，滿足上述四種約束后綜合刀具在運(yùn)動(dòng)過程中獲得的機(jī)床可以提供的最大可行速度與可行加速度范圍。所述窗口是指以當(dāng)前插補(bǔ)位置為起點(diǎn)，以一個(gè)定長度為終點(diǎn)，在整條雙NURBS曲線刀具軌跡上截取的一段區(qū)域，窗口寬度為動(dòng)起點(diǎn)到終點(diǎn)的曲線長度。
所述的反向速度掃描，是指假設(shè)窗口末端的刀具的運(yùn)動(dòng)速度為零，從窗口末端開始，依據(jù)窗口范圍內(nèi)刀具路徑上不同位置處的最大加速度向窗口的始端做加速運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)建反向速度掃描曲線的過程。所述的正向速度掃描，是指以窗口始端處刀具運(yùn)動(dòng)的當(dāng)前速度為基礎(chǔ)，依據(jù)刀具路徑上不同位置處的最大加速度向窗口的末端做加速運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)建正向速度掃描曲線的過程。本發(fā)明克服了五軸聯(lián)動(dòng)等距雙NURBS插補(bǔ)中影響加工精度的技術(shù)難題，如進(jìn)給速度直接影響插補(bǔ)精度和直接影響加工過程中材料去除率，特別是在五軸聯(lián)動(dòng)側(cè)刃加工中，由于參與切削的刀刃長度較長，而且受到刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響，沿刀具軸向方向上的各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度并不一致；同時(shí)由于參與切削的刀具長度不斷變化，會(huì)引起材料去除率的劇烈波動(dòng)，影響加工質(zhì)量。進(jìn)給速度與刀具路徑共同決定了機(jī)床各伺服軸的輸入命令，影響各軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性、跟隨誤差以及機(jī)床運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，進(jìn)而影響工件的加工精度和表面質(zhì)量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高速、高精插補(bǔ)，滿足插補(bǔ)精度、材料去除率以及各軸伺服性能的綜合約束，按照期望的加減速特性，達(dá)到命令進(jìn)給速度，從而保證加工精度并提高加工效率。 本發(fā)明簡單易行、計(jì)算效率高，能方便的應(yīng)用于實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中。


圖1是刀具速度分布場的示意圖。圖2是刀軸掃描面積的示意圖。圖3是基于窗口的雙向掃描自適應(yīng)速度規(guī)劃的示意圖。圖4是自適應(yīng)速度規(guī)劃掃描窗口范圍的示意圖。圖5(a)是反向速度掃描示意圖；(b)是對速度曲線調(diào)整時(shí)示意圖。圖6(a)是正向速度掃描示意圖；(b)是對速度曲線調(diào)整的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明以下實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)施例是基于五軸機(jī)床動(dòng)力學(xué)約束針對雙NURBS曲線刀具軌跡的速度規(guī)劃方法，分為兩大步驟1.基于五軸機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性的雙NURBS曲線插補(bǔ)綜合約束的建立。1)建立雙NURBS曲線刀具軌跡中刀具速度分布場模型并求解由此決定的最大可行進(jìn)給速度約束。如圖1所示，雙NURBS曲線為等距雙NURBS刀具路徑，P (U)表示刀具中心點(diǎn)NURBS 曲線，Q(U)表示刀軸點(diǎn)NURBS曲線，曲線P(U)上的點(diǎn)表示刀位點(diǎn)，通過連接P(U)與Q(U)上對應(yīng)參數(shù)處的點(diǎn)表示刀軸方向，記為D (u) ,BP D(u) =P (u) -Q (u)。其中刀具中心對于球頭銑刀是指端部半球的球心，對于平地銑刀是指端部圓面的圓心，對于環(huán)形刀具是指端部圓環(huán)的圓環(huán)中心；刀輔點(diǎn)是以刀心點(diǎn)為起點(diǎn)，沿刀軸方向偏移一定距離得到一個(gè)點(diǎn)，通過刀軸點(diǎn)與刀心的點(diǎn)的組合可以確定刀軸方向。刀具速度分布場指在刀具運(yùn)動(dòng)過程中刀具軸線上各點(diǎn)的速度分布，記為νθ,/) = | 0,)|η(Μ，/)其中| >)|為刀具中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，即進(jìn)給速度；η (u，1)為給定的刀軸點(diǎn)相對于刀
具中心點(diǎn)速度的比例系數(shù)；u為與刀具位置相對應(yīng)的點(diǎn)在曲線上的參數(shù)值，1為刀具軸線上的點(diǎn)相對于刀心點(diǎn)的距離，且1 e
；h(u)在刀具軌跡的不同位置處到材料與刀具沿軸向方向的接觸長度，視不同的加工場合和加工方法，在加工軌跡的不同的位置處h(u)各有不同；因此，最大可行進(jìn)給速度約束是指刀具軸線上的點(diǎn)的最大速度對刀具進(jìn)給速度的約束。2)建立刀軸掃描面積模型并求解由此決定的最大可行進(jìn)給速度約束。如圖2所示，刀軸掃描面積是指刀具軸線在雙NURBS曲線構(gòu)成的直紋面上掃略形成的面積。因此，最大可行進(jìn)給速度約束是指為保證恒定的材料去除率對刀具進(jìn)給速度的約
束ο3)建立插補(bǔ)精度模型及并求解由此決定的最大可行進(jìn)給速度約束。所述插補(bǔ)精度是指曲線路徑相鄰插補(bǔ)點(diǎn)間線性過渡與給定的曲線刀路之間存在的偏差，其中包括刀心點(diǎn)的位置偏差和刀軸方向的方向偏差。因此，最大可行進(jìn)給速度約束指為滿足插補(bǔ)精度要求對刀具進(jìn)給速度的約束。4)建立五軸機(jī)床各軸伺服能力約束。所述五軸機(jī)床各軸伺服能力是指各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸最大速度和最大加速度的約束值。所述建立五軸機(jī)床各軸伺服能力約束是指在加工過程中，為了不超過各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的伺服能力范圍而對最大進(jìn)給速度的約束。5)綜合考略前述各種最大進(jìn)給速度約束條件，求解在加工軌跡上滿足上述各項(xiàng)約束的最大可行速度與加速度值，作為機(jī)床的可行速度與加速度范圍。2.基于窗口的雙向掃描自適應(yīng)速度規(guī)劃如圖3所示，基于窗口的雙向掃描自適應(yīng)速度規(guī)劃方法包括兩個(gè)部分反向掃描速度規(guī)劃及正向掃描速度規(guī)劃，1)確定窗口末端對應(yīng)的雙NURBS刀具軌跡曲線參數(shù)。如圖4所示，所述窗口是以當(dāng)前插補(bǔ)位置為起點(diǎn)，以一定長度為終點(diǎn)，在雙NURBS 曲線刀具軌跡上截取的一段區(qū)域。記給定的掃描窗口的寬度為Lw，當(dāng)前插補(bǔ)刀位對應(yīng)的曲線參數(shù)為Ui,其中下標(biāo)i 代表插補(bǔ)周期的序號，假定窗口末端對應(yīng)的曲線參數(shù)為Uei,則通過刀具中心點(diǎn)NURBS曲線 P(U)可以獲得窗口末端的參數(shù)值在Uei,即s (Uei) = Lw+s (Ui)
通過從當(dāng)前插點(diǎn)向后移動(dòng)一段曲線長度作為速度規(guī)劃的窗口范圍。2)在窗口寬度截取的等距雙NURBS路徑內(nèi)進(jìn)行反向掃描。首先假設(shè)在窗口末端處的初始速度為零，以窗口范圍內(nèi)的最小可行加速度，向窗口的起始點(diǎn)運(yùn)行。直到達(dá)到窗口的起點(diǎn)，從而繪制反向掃描的速度曲線。在反向掃描過程中，如果產(chǎn)生的進(jìn)給速度超出綜合約束下的最大可行速度曲線，則向下調(diào)整至最大可行速度。如圖5所示。所述的反向掃描過程，是在每個(gè)插補(bǔ)周期都需要進(jìn)行的。所述的最小可行加速度是指在窗口范圍內(nèi)由由綜合約束所決定的可行加速度的下限。所述的綜合約束是指在前文描述的約束建立過程中，綜合考慮刀具速度場分布， 恒定材料去除率，插補(bǔ)精度和機(jī)床各軸伺服能力等因素后綜合得到的最大可行速度與最大可行加速度約束。3)如圖6所示，進(jìn)行正向速度掃描規(guī)劃，在當(dāng)前進(jìn)給速度的基礎(chǔ)上，以當(dāng)前插補(bǔ)周期的最大可行加速度進(jìn)行加速，獲取正向速度掃描曲線，正向速度掃描是在每個(gè)周期進(jìn)行的。若加速后的進(jìn)給速度超出反向掃描速度曲線，則向下調(diào)整至反向掃描速度曲線上，從而獲得該周期的進(jìn)給速度。因此最大可行加速度是在窗口范圍內(nèi)由綜合約束所決定的可行加速度的上限。實(shí)施例2首先建立刀具速度場分布，記刀具中心點(diǎn)NURBS曲線為P(U)，刀軸點(diǎn)NURBS曲線為Q(u)，刀具方向記為D(U)JlJD(U) =P(u)-Q(u)0記D(u) = H，則刀具方向的單位矢
量可表示為
權(quán)利要求
1.一種五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟 第一，建立面向雙NURBS曲線刀具軌跡路徑插補(bǔ)的綜合約束①建立雙NURBS曲線刀具軌跡中刀具速度分布場；②建立刀軸掃描面積模型及其最大可行速度約束；③建立插補(bǔ)精度模型及其最大可行速度約束；④建立五軸機(jī)床各軸伺服能力約束；⑤綜合上述各項(xiàng)約束，求解刀具在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度與加速度，建立機(jī)床插補(bǔ)過程中的綜合約束空間；第二，基于窗口掃描的雙向速度規(guī)劃①在雙NURBS刀具軌跡上從確定窗口起始與終止點(diǎn)的參數(shù)坐標(biāo)；②在窗口區(qū)域內(nèi)，在可行速度域內(nèi)向窗口起始點(diǎn)反向掃描，獲得反向速度掃描曲線；如果反向速度掃描曲線超出可行速度范圍，則將速度曲線調(diào)整至可行速度范圍之內(nèi)；③以當(dāng)前速度為基礎(chǔ)，在可行速度域內(nèi)從窗口起點(diǎn)處向窗口末端正向掃描，獲取當(dāng)前周期的進(jìn)給速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述的雙NURBS曲線刀具軌跡路徑，以兩條等距NURBS曲線分別表示刀尖點(diǎn)和刀軸點(diǎn)的軌跡， 共同描述加工軌跡上刀具的位置和姿態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述的刀具速度分布場是指刀具在運(yùn)動(dòng)過程中刀具自身軸線上各點(diǎn)不同的速度所組成的速度集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述刀軸掃描面積是指刀具軸線在雙NURBS曲線刀路構(gòu)成的直紋面上掃略形成的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述最大可行速度是指在滿足恒定材料去除率的條件下對刀具的速度場分布形成的約束。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述插補(bǔ)精度是指曲線路徑相鄰插補(bǔ)點(diǎn)間線性過渡與給定的曲線刀路之間存在的最大偏差， 其中包括刀心點(diǎn)的位置偏差和刀軸方向的方向偏差。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述五軸機(jī)床各軸伺服能力約束是指機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸最大速度、加速度和躍度的約束值；其中所述的約束是指小于上述最大偏差對插補(bǔ)形成的約束；所述的最大可行速度和加速度是指，滿足約束后綜合刀具在運(yùn)動(dòng)過程中獲得的機(jī)床提供的最大可行速度與可行加速度范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述窗口是指以當(dāng)前插補(bǔ)位置為起點(diǎn)，以一個(gè)定長度為終點(diǎn)，在整條雙NURBS曲線刀具軌跡上截取的一段區(qū)域，窗口寬度為動(dòng)起點(diǎn)到終點(diǎn)的曲線長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是，所述的反向速度掃描，是指假設(shè)窗口末端的刀具的運(yùn)動(dòng)速度為零，從窗口末端開始，依據(jù)窗口范圍內(nèi)刀具路徑上不同位置處的最大加速度向窗口的始端做加速運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)建反向速度掃描曲線的過程。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法，其特征是， 所述的正向速度掃描，是指以窗口始端處刀具運(yùn)動(dòng)的當(dāng)前速度為基礎(chǔ)，依據(jù)刀具路徑上不同位置處的最大加速度向窗口的末端做加速運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)建正向速度掃描曲線的過程。
全文摘要
一種數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域的五軸數(shù)控加工雙NURBS刀具軌跡速度規(guī)劃方法。包括如下步驟一，建立面向雙NURBS曲線刀具軌跡路徑插補(bǔ)的綜合約束，綜合各項(xiàng)約束，求解刀具在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度與加速度，建立機(jī)床插補(bǔ)過程中的綜合約束空間；二，基于窗口掃描的雙向速度規(guī)劃，以當(dāng)前速度為基礎(chǔ)，在可行速度域內(nèi)從窗口起點(diǎn)處向窗口末端正向掃描，獲取當(dāng)前周期的進(jìn)給速度。本發(fā)明保證在滿足機(jī)床伺服能力與加工性能要求下以最快速度完成加工軌跡，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高效的加工過程。
文檔編號G05B19/41GK102298358SQ20111011195
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月30日
發(fā)明者馮景春, 王宇晗, 石璟 申請人:上海交通大學(xué), 上海拓璞數(shù)控科技有限公司