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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
一种 SIFT 特征向量梯度直方图多通道更新电路
本发明公开了一种 SIFT 特征向量梯度直方图多通道更新电路，使用 16 个八维四更新的直方图组来取代 1 个 128 维 16 更新的直方图，每一个八维四更新的直方图代表同一空间位置的 NBO 方向维度的子特征值向量。所述电路包括：第一三线性插值模块、第二三线性插值模块、方向地址仲裁模块、第一至第十六四通道更新仲裁模块、第一至第十六八维四通道更新直方图模块。本发明的电路硬件面积开销仅占传统128维16更新的直方图电
华中科技大学
2021-04-14
基于强度特征的轻量化设计和可靠性设计技术
基于载荷强化和损伤的载荷谱处理新技术，用于加载谱和耐久性评价规范的制定。通过载荷的强化和损伤、结构抗疲劳设计和载荷谱中强度变化特征等提出了基于强度特征的轻量化设计和可靠性设计，并应用到等速万向传动轴零件的具体设计。
上海理工大学
2021-01-12
基于网络化的 CAD／CAPP／CAM 信息特征提取系统
项目概况 该模块提供了一个基于网络的通过不同 CAD 系统导出零件模型信息并提取零件特征信 息的系统，融自动识别、模糊匹配、通用性强于一体的、具有异地可操作性、多功能的实时 的科研开发平台及系统。 本项目处于国内先进水平，拥有自主知识产权。 18 主要特点 依据从 CAD 到 CAPP／CAM、从三维到二维的基本方法；采取基于网络化可操作性手段， 以 CAD 系统导出的 STEP 文件为核心，实现了从三维 CAD 系统获取产品零件加工特征，STEP 文件信息自动识别准确迅速，方便查询，可实时修改和更新，基于网络化的操作方法；有遍 历的各项历史记录，通用性较强；特征识别通过模糊匹配，基本实现智能化判断和匹配，实 现简单零件基本特征的提取；也可以根据具体的产品零件进行定制开发和提取，开放性和灵 活性较强；也可以与实际的数控机床 NC 程序相结合进行开发；有通用或专用接口，可广泛 用于各个不同类型的企业和不同地域的虚拟企业。该系统具有许多独到的功能（网络化操作、 三维软件不限制、零件类型不限制、智能故障诊断等） 技术指标 基于网络化操作、自动信息识别、智能特征提取、实时故障诊断；实时修改和更新、查 询操作方便、通用性强；远程数据发送，实现多企业和异地的共操作；有通用或专用接口， 开放性好，可结合数控机床、企业实际情况等进行定向开发。一种基于网络的通用的零件信 息提取科研开发系统。 市场前景 近年来虚拟企业的迅猛增多和异地企业的合作增强，使得基于网络化的零件特征提取具 有良好的市场前景，也使众多一直需要解决的难题，因此受到广大制造企业的青睐。
南京工程学院
2021-04-13
基于压缩感知特征选择的实时检测跟踪框架与跟踪方法
本发明提出了一种基于压缩感知特征选择的实时检测跟踪框架与跟踪方法(CFS)，本发明能够对压 缩后的特征进行选择，只使用区分度高的样本特征进行分类;本发明能够达到实时跟踪，而且避免了由 于选择了错误的特征导致的跟踪失败现象，有效的抑制了不好的特征对跟踪结果的影响，并且明显提高 了跟踪速度和跟踪精度。
武汉大学
2021-04-13
8轴智能视觉焊接机器人
八轴智能视觉焊接机器人是一种八自由度专用机器人，中六轴属于焊接机器人，另外二轴 属于焊接变位机，使得系统能够实现焊接机器人与变位机协调运动，其针对体系结构、机械结 构、示教再现理论、轨迹规划和优化方法、轨迹跟踪控制策略等机器人关键共性理论和技术展 开研究，采用运动控制卡的方式来实现对机器人空间位置与速度的控制。焊接变位机同焊接机 器人配合，扩展了焊接机器人的工作空间，提高了焊接生产效率和焊接质量。 本系统采用接触式焊缝跟踪与摄像机焊缝跟踪系统相结合，焊前对焊缝进行数据及图像 采集，通过计算机软件对焊缝数据及图像进行处理，生成虚拟焊缝。由虚拟焊缝识别系统控制 执行机构在焊接时进行焊缝跟踪，提高焊缝质量。八轴智能视觉焊接机器人主要应用于汽车及 其零部件行业和工程机械行业。机器人编程采用示教再现方式，可以通过示教盒直接编程也可 以进行离线编程，实现点位和连续轨迹匀速控制；在焊枪部分安装人体红外感应开关，保证工 作人员安全问题；将视觉传感器作为测量工具来测量机器人末端或是目标的位置，利用视觉信 息来控制机器人末端执行器相对目标或是目标特征的相对位置和姿态，从而减少抓取错误及失 误。
华东理工大学
2021-04-11
基于机器视觉的路面病害检测关键技术
路面病害分为表面破损（如裂缝）、路面变形（如沉降）和结构病害（如层间脱空）三大类。该技术以路面检测成果为全卷积神经网络的输入信号，对于表面破损，其输入为多功能检测车拍摄的路表图像；对于路面变形，输入为三维检测车测取的三维路面模型；对于结构病害，输入为探地雷达信号图像。通过海量数据的训练、测试，可实现上述三类病害的自动化识别、分类和测量，为路面养护工程提供数据支撑。此外，该技术在保证与人工识别结果相同的精度下，可将数据处理速度提高千倍以上。
华东交通大学
2021-05-04
高清视频视觉检测SoC实时处理系统
该系统采用美国TI公司先进的DM8168高清视频SoC芯片，可对摄像机输出的 多种接口形式的高清视频进行实时采集、压缩编码和实时处理。该平台可替代基 于工控机的传统机器视觉技术和设备，达到更高的图像和视频清晰度、缺陷识别 处理的实时性和可靠性，具有优异的性价比、体积小、功耗低等多种优势，是全 新在线机器视觉检测设备的实现方案。该技术成果在汽车多媒体电子系统、车载、 船载及机载高清视频测量、处理与控制系统及消费电子等领域具有重大的推广价 值。一、DM8168处理器特性 TMS320DM8168是一款多核SoC,它集成了包括ARM Cortex A8、DSP C674X+, HDVICP, HDVPSS等处理器，具有强大的高清视频处理性能。 二、 DM8168核心处理板 CPU： ARM elk： 1.2GHz、 DSP elk： 1GHz DDR3-1600存储器100/1000M网口进行网络通讯与数据采集SATA接口供存储 数据使用 三、 高清视频采集处理 四、 应用方案 相机接口方案一 ：CameraLink工业高清相机接口使用Cyclone IV FPGA对LVDS 解码后的视频信号进行特殊处理后送到dm8168,实现1080P 60fps、720P 60fps 等高清视频的采集显示与实时编码。 相机接口方案二：色差高清视频接口使用TI的视频解码芯片TVP7002完美 解决了视频ADC问题，并实现了 1080P 60fps的采集显示与实时编码功能。
重庆大学
2021-04-11
DM-1型计算机视觉系统
DM-1型计算机视觉系统主要由计算机系统、图像采集系统及图像信息处理系统组成。该系统通过配置不同硬件及图像信息处理软件，能够实现以下主要功能： 1．生产线上零件的识别与定位。 2．生产线上产品的外形检验及表面缺陷检验。 3．装配线上零件的误装及漏装检验。 4．生产过程中一些参数的监控与监测。 目前，DM-1型计算机视觉系统已成功地应用于： 1．烟道飘灰监测系统。该监测系统可实现烟道内飘灰颗粒大小及分布的实时测量，并给出相应的飘灰统计数据及综合指标数据供分析用。实时测量的各种数据可保存一年以上。 2．车灯自动综合检测系统。该综合检测系统可实现在生产线上自动检测车灯零部件是否正确安装到位，并给出各种检测信息，通过改变测量软件模板程序可完成各种型号车灯的自动检测，是一套高性能的柔性检测系统。 3．车灯光轴位置自动检测系统。该系统是用于生产线上检测车灯光轴位置是否正确的设备，能给出相应的检测信息。在调整光轴位置变化时，可实现实时跟踪光轴位置。 4．汽车传动轴橡胶护套热膨胀自动检测系统。当传动轴橡胶护套在做加热及高速旋转试验时，该系统能实时检测橡胶护套的膨胀量及变形参数。 5．锅炉自动点火监控装置。该装置可实现监视锅炉自动点火的状况，并将锅炉的点火状态及燃烧情况的信息送给控制锅炉燃烧的DCS系统。 上述这些应用证明，DM-1型计算机视觉系统具有运行稳定、可靠，抗干扰性能强，实时性好，适用性广，柔性高，并能实现日夜长期连续运行等优点。
上海理工大学
2021-04-11
基于视觉的产品质量检验系统
已有样品/n该系统利用视频技术对产品表面及玻璃制品内部的质量进行分析， 提供产品质量的检测效率和检测质量，可以用于各种生产线上的产品质 量检测。目前对 VR 技术有较广泛的需求，并且国家大力支持发展 VR 产业， 每套应该在几十万以上，大型项目每套要上千万，所以该项目具有良好 的市场前景。
华中科技大学
2021-01-12