超长大型全闭环数控系列三辊、四辊卷板机。

成果简介：本项成果是国家863 项目光学全反射式大幅面多用户交互桌面关键技术及样机研究的标志性成果，申请国家发明专利 12 项，发表论文 26 篇， 登记软件著作权 3 项。 技术领域：电子信息 现状特点：已经成功应用于包括中国科技馆、上海世博会在内的多个展馆与 博物馆，并在“十一五”国家重大科技成就展中展出。 应用范围：会议、教学互动桌，多人游戏平台，军用沙盘、景点

本软件为系列化叶轮专用CAM软件，可完成整体离心叶轮和轴流叶轮的四坐标以及五坐标数控加工编程工作，叶轮几何形状可以是直纹面叶轮或自由曲面叶轮；也可以完成叶片的三坐标数控加工编程。用户只需输入叶轮数据和加工工艺参数，软件即可自动生成特定机床的数控加工代码。    主要功能： 1）曲面造型功能：根据叶轮设计数据，计算机自动生成叶片以及叶轮的几何形状，并显示在计算机屏幕上，可通过鼠标进行平移、旋转和缩放操作。 2）刀具轨迹的生成：在叶轮粗加工中，主要针对立铣刀，采用高效的刀位轨迹排布算法，缩短刀具走刀长度，提高加工效率；精加工阶段，针对常用的球头刀或者切削刃为二次回转曲面的非标准刀具，规划出刀具加工轨迹，非标准刀具尺寸可根据叶轮数据由软件给出。粗加工和精加工的刀具轨迹以图形方式输出。 3）刀具干涉检查与修正：对生成的每一个加工刀位，自动进行干涉检查，并自动修正干涉刀位。对于最终无法修正的刀位，给出刀具与叶片的干涉量，并通过计算机屏幕显示干涉刀位位置，供设计人员重新选择合适的刀具。 4）后置处理：可根据用户不同的数控机床结构，调用相应的后置处理程序，生成符合用户机床要求的数控加工代码。    技术特点： 1）本系列软件既能完成离心叶轮的整体加工编程，又能完成轴流叶轮的加工编程；两种叶轮的叶片可为直纹面也可为自由曲面。 2）粗加工采用高效的刀具轨迹，无走刀浪费。 3）对于自由曲面叶轮，精加工可采用二次回转面刀具，加工效率可大幅度提高； 4）对于直纹面叶轮，采用侧铣法加工，对每一步刀位都采用独特的算法进行了优化，使得加工过切量为最小，提高了加工精度。 5）对于干涉到位，给出了干涉量和干涉位置，便于设计人员选择刀具或修改叶轮的设计数据。 6）对叶片前缘和尾缘进行了修圆，提高了加工质量。    应用范围： 1）鼓风机、压缩机内的离心叶轮； 2）飞机发动机叶轮、军事装备推进器中使用的叶轮； 3）微型叶轮式人工心脏中的叶轮。

扭簧铰链是一种用于中高档车型的铰链，原来采用进口设备装配，该设备采用全新设计 方案，采用数控滑台和数控转台结合的机械结构，采用气液转换的夹紧工装，PLC 控制。支 持多种可互换的工装，在国内多种车型的铰链的装配中使用。设备具有功率小。支持多种产 品的优点。 技术参数如下： 装配节拍：8s/件 装配精度：直线定位 0.05mm,回转 0.02 度。 该产品 2007 年在安徽爱德夏汽车零部件公司投入使用。

针对国内拉削装备在加工效率、加工精度和表面质量等关键性能指标与国际水平存在较大差距，以及智能制造技术发展带来的未来巨大市场需求空间，在国家中小企业创新基金、国家重点新产品、国家科技部科技人员、浙江省重大科技专项等项目的支持下，通过产学研合作方式，对拉削方式与机床结构、挤光拉削集成工艺与设备、工作台及刀座安装结构设计与工艺适应性、数控拉削装备CPS 多领域统一建模与优化设计、拉床专用数控系统软硬件等关键技术进行了深入的研究。研发了伺服驱动工件移动拉削工艺和"一挤光两拉削"的三工位加工工艺，研制了共底座双立柱多工位机床、双工位工件移动式立式外拉床和自动挤光拉削专用机床，提高了拉削效率和精度；设计了可承载侧向重切削力的转位工作台、双工位液控翻转工作台以及子母刀座液压锁紧装置，减少了上下料和换刀的辅助时间；研制了多工位协调优化的控制系统和工件在线检测装置，提高了拉削过程的稳定性和自动化程度；开发了CPS 多领域统一建模与优化设计技术，支持数控拉削装备的综合分析和优化。

本发明公开了一种多轴加工系统相对动刚度的获取方法，包括如下步骤：(1)根据多轴加工系统的工作范围建立其刀尖点可达姿态的工作空间，并将该工作空间离散化，即对每个轴的行程，均用一系列离散点表示；(2)对于任一离散点，建立其对应的多轴加工系统的动力学模型；(3)计算该离散点对应的相对动刚度矩阵 KD。本发明还公开了上述获取方法在加工系统性能评价中的应用。本发明综合考虑了机床本身结构、刀具和工件的动刚度特性及其相互耦合关系，能够准确表征多轴加工系统在工作空间中的相对动刚度分布规律。

空冷技术是富煤缺水地区火力发电的关键技术，但气象、环境条件对空冷机组的性能存在显著的复杂影响；同时，空冷系统本身也具有典型的多尺度特征，探索空冷机组的安全高效运行和优化设计方法，实现火力发电的节能节水，是动力工程领域面临的前沿和挑战性课题。 从实验研究条件、多尺度数值计算模拟仿真和现场热力性能试验等不同角度，建立了迄今最为全面和完善的空冷系统性能研究环境，为开展适合我国北方自然环境条件的电站空冷技术研究提供了良好的支撑条件；完整揭示出大型火电空冷系统的性能特征和特性机理。开发了空冷单元空气流场的优化组织、空冷岛环境风场诱导强化技术和装置，提出风机群分区优化运行技术，解决了空冷技术受制于环境风场和极端气温不利影响带来的机组运行热效率偏低的核心难题。开发了空冷凝汽器用系列化新型高性能翅片管传热元件；提出具有自主知识产权、适合我国北方气象环境条件的新型间接空冷系统；结合我国国情，提出新的空冷凝汽器性能评价准则。显著提高了空冷选型和系统设计关键参数的优化水平，从源头上保障了空冷机组的优化设计和高效运行。 近5年来，实验室研究人员在该方向发表国内外学术期刊论文近50篇，被相关研究引用250余次，获授权发明专利5项。成果的主要技术内容通过了教育部科技成果鉴定，并先后获2009年教育部科技进步一等奖和2011年国家科技进步二等奖。项目成果在火电行业近百台大型空冷机组中得到应用，可使机组供电煤耗降低4.5-7g/kWh。项目成果的推广应用，可使火电行业形成年节约标准煤500万吨的能力，具有显著的经济、社会效益。

针对太阳能集热系统扰动多、大滞后和大惯性等控制难点，建立了适合控制器设计的简化分段非线性模型，并设计了基于预测函数控制策略的集热系统出口导热油温度控制系统。该预测函数控制策略在调节速度、超调量以及稳定性方面的控制效果均明显优于传统PID控制策略；与未简化的多模型预测控制相比，简化后的多模型预测函数控制的最大动态偏差增大了13%，但计算量大大降低，控制器的实时性也得到增强。

针对太阳能集热系统扰动多、大滞后和大惯性等控制难点，建立 了适合控制器设计的简化分段非线性模型，并设计了基于预测函数控 制策略的集热系统出口导热油温度控制系统。该预测函数控制策略在 调节速度、超调量以及稳定性方面的控制效果均明显优于传统PID控 制策略；与未简化的多模型预测控制相比，简化后的多模型预测函数 控制的最大动态偏差增大了 13%,但计算量大大降低，控制器的实时性也得到增强。

项目研究的背景及用途:各种规格的钢板卷制是海洋石油导管架及海上 60天津大学科技成果选编 采油平台制造工程中的必备的生产工艺过程。多年来，一直采用上辊万能式三辊 卷板机，实施手动操作，费工、费人力、效率低，随着海洋石油生产的发展，已 远不能满足生产要求。为了提高企业的形象，增强企业的竞争优势，海洋石油工 程股份有限公司从生产需要出发，从企业的长远发展考虑，提出研制“大型卷板 设备数控系统”的课题计划。 该成果可用于板材的自动卷制成型。 技术原理及流程:本项目研究与开发的目的是实现大型卷板设备数字化 控制、自动化操作。总体思路为该项成果在弹塑性变形理论基础上，分析卷制工 艺、正确确定材质弹塑性变形量及回弹指数，核算设备运动及动力参数，创造性 地建立了板材卷制的数学模型;合理设计卷制工艺，编制计算机程序，采用计算 机程序控制;研制基于 PMAC 的开放式数控系统，实现大型板材工件数控卷制。 成果水平及主要技术指标:该研究达到并部分超过国际先进水平，获天 津市科技进步三等奖。 市场分析及效益预测:新研制的数控卷板设备可实现板边预弯及卷圆工 艺工步的自动化操作，比手动操作减少两名操作人员，由于实现板边预弯，省去 压力机压头工艺，可省去 2000T 油压机、20 T 桥吊各一台，省去压头操作人员 4 名，达到大幅减少操作人员、缩短工艺时间、提高生产效率、提高产品质量的目 的。正式投入生产使用三年来，验证提高生产效率近 1 倍，证明其技术先进，生 产可靠，年均创利税 150 万元。 154.TCP-I 型摩托车排气污染物测量装置 项目研究的背景及用途:防治大气污染是一个庞大的系统工程，需要个 人、集体、国家、乃至全球各国的共同努力。为贯彻《中华人民共和国环境保护 法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，配合当前我国机动车行业的产业结 构调整和企业认证，控制摩托车排气污染物对环境的污染，改善环境空气质量， 我公司自主研发试制了符合《摩托车排气污染物排放限值及测量方法(工况 法)(GB14622-2002)》全部检测要求的性价比高、可靠实用、易于操作的 TCP-I 型 摩托车排气污染物测量装置。 该装置的试制完成将打破只能以国外装置作为测量手段，因而国外装置 61天津大学科技成果选编 在排放检测领域一统天下的局面，带来有利于社会发展的有益竞争。由于整套装 置依赖于国内高校和研究所的科研力量试制完成，因此，使技术支持有了更充分 的保证，各项服务措施更加切合实际、易于实现。 技术原理及流程:本装置采用工况法测量摩托车排气中一氧化碳(CO)、碳 氢化合物(HC)和氮氧化物(NOX)的排放值，满足对摩托车产品进行型式认证试验 和生产一致性检查试验的需求，是摩托车生产企业、相关科研部门、摩托车检测 机构进行检测和分析摩托车排气污染物的必备专用设备。 本装置由中央计算机控制单元、定容稀释排气取样(CVS)单元、分析仪 器单元以及相关辅助设备组成。 成果水平及主要技术指标:国际先进。 市场分析及效益预测:本装置可以用于整个摩托车行业的发动机排放检 测，也可用于研究院所进行发动机的设计，将装置进行改进后可以适应其他机动 车的排放测量。该装置的推行，将为我国机动车生产厂家提供高性价比的检测设 备，促进各生产厂商迅速提高制造技术，降低对大气环境的污染物排放。随着世 界各国对发动机排放的日益重视，各种排放检测设备将在各发展中国家陆续上马， 该装置可以出口到其他国家地区，打破国外仪器垄断国际市场的局面。