概述：
围绕数控技术和制造装备自动化学术方向，主要开展数控基础理论与关键技术、数控系统控制技术和数控机械等方面的教学和科研工作，特别在高档运动控制算法、网络化多通道数控、数控机床进给系统动态性能分析、数控机床整机性能分析等关键技术方面有深入研究，坚持基础理论研究、关键技术开发与工程应用并重。研究成果获得省部级科技进步奖；拥有国家发明专利20多项；发表研究论文150多篇；建立了“清华-光洋数控系统技术工程化联合实验室”；进行数控机床技术研究开发，建立了“清华-通科数控机床技术联合研发中心”，促进了科研成果的工程化应用。
研究内容：
数控基础理论与关键技术
围绕精密运动控制和多轴数控自动编程两个核心问题，研究基于轨迹跟踪误差的补偿方法，实现从静态到动态的加工过程控制，提高加工精度和光洁度；针对五轴数控编程技术，研究无干涉刀具轨迹规划算法。
数控系统控制技术
与大连光洋科技工程有限公司合作成立了清华光洋数控技术工程化联合实验室，合作开发了高性能GTP8000E高档数控系统，实现32轴、6通道、5联动控制；成果鉴定评价为国际先进水平，获得大连市科技进步二等奖、辽宁省优秀新产品，项目成果目前已经批量生产，成果被推荐参加“建国六十周年成果展”。
数控机械
结合工程需求合作研究开发了多种数控机械并在工程上得到应用。例如螺纹钢轧辊加工机床、玻璃纤维缠绕机、口腔修复体加工机床、五轴联动金刚石刀具电加工机床、大型数控超精密菲涅尔透镜加工设备。例如：研究了轧辊直径、升角和槽数的非约束匹配加工方法，研制的轧辊数控机床加工效率提高20％，轧辊利用率提高17％，在首钢、邯钢等国内26家钢铁企业应用，并出口沙特等国家。发明了一种菲涅尔透镜切削加工方法，合作研究开发的“LJCK3300大型数控超精密菲涅尔透镜加工设备”项目获得甘肃省技术创新优秀新产品（证字第200852403-2号）和甘肃省科技进步一等奖。
目前正在重点进行旋转放疗射线适形调强精确控制与验证技术研究，研究开发影像引导的高精度、低损伤旋转调强高端放疗设备。
研究项目：
数控基础理论与关键技术方面
-中国博士后科学基金，“复杂曲面多点切触加工理论及其应用研究”，编号2012M510423，2012.01-2013.12
-西门子合作项目“支持STEP-NC和并行算法的NC内核研究”，编号20103000285，2010.10-2011.12
数控系统控制技术方面
-清华大连光洋联合实验室项目：GT系列、GTP系列机床数控系统的研究与开发。
-光纤总线开放式全数字高档数控装置 2009ZX04009-012, 2009.03-2010.12
-超低下压力CMP（ULDCMP）系统及工艺开发—控制系统 2008ZX02104-1，2008.10-2012.09
数控机械方面
-清华大学自主科研项目，“旋转放疗射线适形调强精确控制与验证技术研究”，20111081026，2012.01-2014.12
-清华大学摩擦学国家重点实验室重点项目“多叶光栅钨合金叶片摩擦磨损特性及其机构驱动技术” SKLT12A03，2012.11-2015.10
-精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室开放课题基金，“精密多叶光栅直线电机驱动与控制技术”2013.01-2014.12
-横向项目“VT治疗头及整机控制系统的研究开发”，2013.04-2016.06
-横向项目“肿瘤精确靶向治疗装备国产化技术可行性研究”，20102001442，2010.11-2011.06
- “口腔修复体个性化设计与快速加工设备的研制—牙颌模型三维扫描设备及多适应性口腔固定修复体高效成型设备的研制”，2009BAI81B00，2010.01-2012.12
-清华-通科数控机床技术联合研发中心项目：MCH63卧式加工中心性能分析优化设计数控机床技术联合中心研发平台建设，20080521，2008.07-2011.06
-清华-通科数控机床技术联合研发中心项目：数控机床双丝杠及直线电机驱动高速进给系统研究与应用
-清华大学摩擦学国家重点实验室自主科研项目“具备自由端特征基于柔性介质的摩擦提升方式研究”SKLT09B08，2009.09-2011.09
-横向项目TNL-0801型速升器的产品化研究与开发编号20112000386 2011.03-2013.03
研究成果：
典型成果
-“清华-光洋数控技术工程化联合实验室”研发的高档数控科研成果和数控系统
“清华-光洋数控技术工程化联合实验室”与大连光洋科技公司合作，专门从事数控基础理论研究与关键技术的开发。研制了GTP8000E，GTP8000L，GTP800，GT010等高、中、低和专用四个档次的数控系统，并初步实现科技成果产业化，得到国家各级领导的关注和支持。2006年7月2日，中央政治局常委李长春等参观了联合实验室研制的高档数控科研成果和数控系统。
-高性能运动控制板卡
数控机床通用硬件平台由主控卡和I/O控制模块两部分组成，包括PCI主控卡XC1000、I/O控制卡IO1000、接口转接卡TS1000和机床信号转接卡TM1000四块板卡。可连接5个电机驱动器用于五轴数控机床控制，同时可连接控制面板、主轴变频器、手轮等，具有CAN、RS485、RS232、RS422多种通信接口，并预留多个通用光电隔离输入接口和继电器输出接口。
五轴联动数控机床控制卡套件TS1000
具有完整自主知识产权的口腔修复体成型设备
- 针对口腔修复体的特殊行业、特殊材料、复杂曲面的数控切削，围绕提高切削效率和切削精度，实现设备小型化，进行口腔修复体专用多轴数控装备的优化设计、专用控制系统、数控切削工艺、工件特征测量和评价等方面的研究开发。
-微小轨迹段高速高精度运动控制技术；提出并引入插补轨迹“转接角”概念，建立了转接角与微段直线段轨迹转接弓高误差、加速度、转接速度的函数关系式，使加工可充分利用所允许的最大弓高误差与加速度，从而尽可能提高加工速度；
开发了口腔修复体加工专用机床，核心板卡平台，4轴联动数控系统，形成具有完整自主知识产权的口腔修复体成型设备。申请了口腔修复体专用数控系统软件版权。
口腔修复体加工模型(a)、设备(b)与结果(c)
-清华大学（精仪系）•南通科技数控机床技术联合研发中心
2008年10月与南通科技投资集团股份有限公司合作成立了清华大学（精仪系）•南通科技数控机床技术联合研发中心，MCH63数控精密卧式加工中心、VMCL1100数控立式加工中心、SL50斜床身数控车床三个产品，研究内容包括机床综合性能试验和分析、优化设计、机床可靠性分析等，通过双方的合作，提升机床的综合性能。
科研奖励
-甘肃省科技进步奖一等奖（2008-J1-014-R2），获奖项目“LJCK3300大型数控超精密菲涅尔透镜加工设备”，2009年
代表性论著
Fan Wengang, Ye Peiqing, Fang Chenxi, Shi Shaohua. Improved rotary contact method for 5-axis sculptured surfaces machining[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 2013, 135 (5): 051002.1-6. （SCI）
Fan Wengang, Ye Peiqing, Zhang Hui, Fang Chenxi, Wang Renche. Using rotary contact method for 5-axis convex sculptured surfaces machining[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 67 (9): 2875-2884. （SCI）
Wang R, Zhao T, Ye P, Liu Y. Three-dimensional modeling for predicting the vibration modes of twin ball screw driving table. Chinese Journal of Mechanical Engineering. Accepted, 2013 (SCI)
Shi Chuan, Ye Peiqing, The look-ahead function-based interpolation algorithm for continuous micro-line trajectories, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 54, n 5-8, pp. 649-668, 2011. (SCI)
Qian X, Ye P, Research of hybrid NC programming technology for lathe machining center, International Journal of Robotics & Automation, Vol.25 No.1, pp. 9-16, 2010.
Ye Peiqing, Shi Chuan, Yang Kaiming, Lv Qiang, Interpolation of continuous micro line segment trajectories based on look-ahead algorithm in high-speed machining, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 37, Issue: 9-10. pp. 881-897, 2008.
樊文刚, 史少华, 叶佩青, 张辉. 聚晶金刚石螺旋刀电火花刃磨自适应测量路径规划[J]. 机械工程学报, 2013. (EI)
于长亮, 张辉, 王仁彻等. 机床整机动刚度薄弱环节辨识与优化方法研究，机械工程学报. 2013 (EI)
郭垒, 张辉, 汪劲松, 叶佩青. 元结构方法的理论建模和验证[J]. 机械工程学报, 2011, 47(23): 135-143.（EI）
叶佩青, 翟栋, 赵彤, 张辉. 加工中心空间误差对制造误差敏感度分析[J]. 清华大学学报，2011, 51(5): 587-591.（EI）
曹宇男, 张辉, 叶佩青, 王田苗，开放式体系结构数控系统实时性的建模与分析，机械工程学报，vol. 46，no 21，2010.
叶佩青，郭允，赵彤，具备自由端的柔性介质摩擦提升方式效率分析，清华大学学报，2010年第50卷第8期，pp.1243-1247.
J. Wang, Y. Liu, T. Zhao, and P. Ye. Dynamic Modeling of a Bi-Driven High-Speed Ball-Screw System, Proceedings of the 2010 ASME Dynamic Systems and Control Conference, 2010, Cambridge, Massachusetts, USA.
发明专利
一种基于激光光绘机的输出图像几何误差校正方法，200910082324.3
赵彤，王仁彻，祝莉平等. 一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台，中国发明CN102218665B.
一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法， 中国发明，201210004225.5
一种加工超硬刀具的在线检测系统及检测方法，中国发明，201210102084.0
一种用于检测木工PCD刀具形状的非接触式测量系统，中国发明，201210258090.5
一种加工前测量木工PCD刀具形状的方法，中国发明，201210258437.6
口腔修复体数控加工方法，中国发明，201210130352.X
用于义齿坯料加工的夹具及其使用方法张辉，王勇中国发明，201210585774.6
一种菲涅尔玻璃透镜加工设备中国发明，201310361914.6
一种基于激光光绘机的输出图像几何误差校正方法，200910082324.3
软件版权
四轴联动口腔修复体数控系统V1.0 2012SR046987
面向五轴加工中心的高档数控系统V1.0 2011SR070514
基于湿法自动加砂的玻璃钢缠绕控制系统V1.0 2011SR070506