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飞机复杂结构件数控加工动态特征技术及应用
项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
飞机复杂结构件的数控加工能力是衡量一个国家航空制造水平的重要标志。新一代飞机结构件更复杂、精度要求更高、制造周期要求更短，对五轴联动数控加工技术提出了更高的要求。项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。成果在多家航空航天企业推广应用，完成了多个军机和C919、ARJ21 等民机型号多件复杂结构件的研制生产，被工信部、发改委和国防科工局作为航空领域国产高档数控机床应用示范工程三大关键共性技术之一，向全国军工制造行业推广。
三、创新点
1.揭示了加工过程中间状态几何参数、工艺参数、监测检测量等动态信息的动态迭代规律和传递规律，突破了基于加工动态特征的加工全过程工艺知识建模技术，实现了复杂结构件工艺知识积累由以零件为载体到以加工动态特征为载体的模式转变。
2.提出了基于特征识别的加工特征自动排序、加工驱动几何自动创建、工艺参数自动迭代方法，构建了加工特征切削参数优化模型，实现了复杂结构件的快速编程和高效加工。
3.提出加工过程中自适应释放和消除工件变形的加工模式，研制出能监测工件变形的浮动装夹工艺装备，突破了基于加工动态特征的装夹/加工/监测/检测自适应协同控制技术，实现了加工变形精确控制。
四、主要技术指标
1.特征自动识别率大于95%；
2.刀轨自动生成率大于95%；
3.数控编程效率提高3倍以上；
4.加工效率提高30%以上；
5.大型复杂结构件加工变形控制在0.05mm/m以内。
五、知识产权及获奖
加工动态特征驱动的智能数控编程与加工技术，研究成果2016年获“国家技术发明二等奖”、2015年获“中国机械工业科学技术一等奖”。目前已拥有授权国家发明专利60余项。
六、成果图片
图1 成果总体技术
图2 加工过程零件面型检测
南京航空航天大学
2022-08-12
复杂光滑表面形变的高精度瞬态测量技术
拟针对复杂光滑表面加工原位测量、半导体材料生长监控、MEMS膜层材料特性等研究领域应用中，动态检测所带来的基准面形变化大、形变动态范围大、检测速度要求高等难题，提供一种光滑表面形变高精度瞬态测量技术。最大可测形变量可达150微米，精度优于1微米，测量速度优于10帧每秒。 本项目研究团队长期从事精密光电测试及成像理论和技术科研工作。在国家自然科学基金等支持下，深入研究了基于部分补偿法和数字莫尔移相干涉的光学面形测试理论和方法，形成了光学面形高精度测量的系统理论，并研发了光学面形高精度测量原理样机，在中国空间技术研究院、中国计量研究院、清华大学深圳研究生院等重要科研单位得到应用，解决相关的技术难题。先后申请国家发明专利18项，已获授权13项，发表学术论文30余篇。
北京理工大学
2021-02-01
基于网络的远程测量及远程控制技术
本项目采用服务器/客户机结构和TCP/IP协议。服务器位于被控制及操作或测量设备一段，客户机通过因特网从任何可以接入因特网的地方访问服务器。在进行远程控制时，由于因特网对于信息的传送有不确定延时的特点，为了使系统保持稳定性，需要采用延时预测，采样信息处理等多种控制措施，得到稳定的控制。在进行远程测量及操作时，主要采用基于图像反馈的运动－等待工作模式、基于虚拟环境的工作模式和基于监督控制的三种测量及操作模式，实现安全可靠的远程测量及控制。此项目是国家自然科学基金支持项目。 远程测量技术主要用于远程测量及监控、远程故障诊断、远程教育及培训、远程精度校验以及网络化制造系统等。
北京理工大学
2021-04-13
高温锻件自动化三维测量技术
本成果突破了热模锻件精确三维测量、测量视点自动规划、测量数据无标拼接等多项关键技术，研制了系列热模锻件在线自动化三维测量装备，首次在线实现了1000℃热模锻件三维尺寸的全测全检，能够为热模锻件的锻模设计和锻造工艺优化提供重要的基础数据，提升热模锻件的成形精度及其生产线的智能化水平。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
热模锻件广泛应用于航空、航天、汽车等高端装备的关键承力部位，其品种多、需求大。热模锻件成形工艺复杂，在成形过程中经历冬锻、切边、热处理等多个高温变形过程，成形精度难以控制。目前大部分热模锻件仍采用大余量模锻加机加工的方式进行生产，导致模锻件流线紊乱，严重影响锻件性能，且材料和能源浪费严重。因此亟需发展精益热模锻技术，优化锻模设计和锻造工艺，提升锻件性能和精度。
痛点问题：
（1）生产线现场温度高、振动强，热模锻件三维数据精确测量难。
（2）热模锻件形状复杂，多视点测量路径自动规划难。
（3）热模锻件无法粘贴标志点、工装背景复杂，多视测量数据自动拼接和处理难。
解决方案：
本成果围绕上述痛点问题，突破了热模锻件精确三维测量、测量视点自动规划、测量数据无标拼接等多项关键技术，研制了系列热模锻件在线自动化三维测量装备，首次在线实现了1000℃热模锻件三维尺寸的全测全检，能够为热模锻件的锻模设计和锻造工艺优化提供重要的基础数据，提升热模锻件的成形精度及其生产线的智能化水平。
华中科技大学
2022-07-26
基于网络的远程测量及远程控制技术
Ø 成果简介：本项目采用服务器/客户机结构和TCP/IP协议。服务器位于被控制及操作或测量设备一段，客户机通过因特网从任何可以接入因特网的地方访问服务器。在进行远程控制时，由于因特网对于信息的传送有不确定延时的特点，为了使系统保持稳定性，需要采用延时预测，采样信息处理等多种控制措施，得到稳定的控制。在进行远程测量及操作时，主要采用基于图像反馈的运动－等待工作模式、基于虚拟环境的工作模式和基于监督控制的三种测量及操作模式，实现安全可靠的远程测量及控制。此项目是国家自然科学基金支持
北京理工大学
2021-04-14
基于网络的远程测量及远程控制技术
Ø 成果简介：本项目采用服务器/客户机结构和TCP/IP协议。服务器位于被控制及操作或测量设备一段，客户机通过因特网从任何可以接入因特网的地方访问服务器。在进行远程控制时，由于因特网对于信息的传送有不确定延时的特点，为了使系统保持稳定性，需要采用延时预测，采样信息处理等多种控制措施，得到稳定的控制。在进行远程测量及操作时，主要采用基于图像反馈的运动－等待工作模式、基于虚拟环境的工作模式和基于监督控制的三种测量及操作模式，实现安全可靠的远程测量及控制。此项目是国家自然科学基金支持
北京理工大学
2021-04-14
广州南方高速铁路测量技术有限公司
广州南方高速铁路测量技术有限公司，简称“南方高铁”，隶属于南方测绘集团。公司成立于2006年，集研发、生产、销售、技术服务于一体，致力于高速铁路精密测量技术和设备的国产化，不断探索各类室内空间数字化的新思路。公司同时建立企业级的南方特种精密测量研究院，以雄厚的软硬件自主研发实力，提供创新源动力。
经过十多年的沉淀与深耕，南方高铁在国内最先独立研发出CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式及双块式无砟轨道精调系统，先后获得四川省科学技术奖励一等奖、中国铁路工程总公司科学技术奖特等奖，并研发出一系列的轨道测量仪，适用于不同场景，产品应用遍布全国各铁路及城轨线路，受到普遍赞誉。依靠自身优势，结合当前我国铁路和城轨的发展状况和培训状况，研发出一整套的铁路及城轨三维仿真培训系统，基本涵盖了车、机、工、电、辆全专业的教学培训内容，并在疫情期间成功举办线上首届全国职业学校“南方高铁杯”铁路工务作业虚拟仿真技能竞赛，受到广泛好评。近几年南方高铁积极推动校企产业融合，和国内数十所高校开展校企合作，获得“中国产学研合作好案例”“中国产学研合作创新示范企业”等称号。
公司拥有广州、常州、沈阳、北京、成都、西安、武汉七个基地，服务面涵盖东北、华北、华中、华南、华东、西南、西北各个高铁建设区域，业务涉及韩国、以色列等国家，形成国内服务面最广、业务领域最多的高铁精密测量技术公司，及时高效地提供专业服务。在中国高铁建设的大潮中，南方高铁将再接再厉，深入研究，持续创新，为中国高铁建设作出更大的贡献。
广州南方高速铁路测量技术有限公司
2022-05-23
生成连续动态优化问题的测试集 推动动态优化算法应用
物流调度、航班规划等复杂应用场景中，设计方案的评价随着时间动态改变。这类优化问题在现实中广泛存在并且求解困难。为了推动该领域的发展，亟待提出能反映动态优化问题复杂特性并且可控的测试集，从而推动动态优化算法在现实问题中的应用。课题组在
南方科技大学
2021-04-14
生成连续动态优化问题的测试集推动动态优化算法应用
物流调度、航班规划等复杂应用场景中，设计方案的评价随着时间动态改变。这类优化问题在现实中广泛存在并且求解困难。为了推动该领域的发展，亟待提出能反映动态优化问题复杂特性并且可控的测试集，从而推动动态优化算法在现实问题中的应用。课题组在IEEE Transactions on Cybernetics上发表了一种生成连续动态优化问题的测试集，同时对现有的测试集进行了全面的综述，并探讨了它们在捕获不同问题特征方面的缺点。
南方科技大学
2021-04-14
骨盆测量器骨盆测量仪
该骨盆测量器http://www.xinman8.com/274.html是经阴道测量骨盆内径能较准确地测知骨盆大小，本款骨盆测量仪适用于骨盆外测量有狭窄者；规格20cm
上海欣曼科教设备有限公司
2021-08-23