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复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2022-05-30
一种复杂曲面法矢在机检测装置及方法
本发明提供了一种复杂曲面法矢在机检测方法，具体为：产生激光束，激光束穿过开孔栅板入射加工点所在的待测曲面，在待测曲面上形成投影；采集待测曲面上的投影图像，对投影图像进行坐标分析确定加工点法矢方向。本发明还提供了实现上述方法的装置，包括激光器、开孔栅板、面阵 CCD 相机和图像处理系统，激光器用于产生激光束，激光束闯过开孔栅板入射加工点所在的待测曲面，面阵 CCD相机用于采集待测曲面上的投影图像，图像处理系统用于对投影图像进行坐标分析确定加工点法矢方向。本发明满足实时检测需求，具有精度高、效率高以及适
华中科技大学
2021-04-14
复杂空间结构件切割焊接机器人
成果简介结合建筑行业大型空间网壳结构多杆汇交式网壳节点壳形多瓣式节点数字化制造需求， 形成了铸钢节点机器人快速制模技术、 具有自主知识产权且可用于铸钢节点机械精加工的高刚度 5 混联机器人本体设计制造技术， 开发数字化成套工艺装备， 并结合依托工程国家重大基础设施建设， 在钢结构制造企业示范应用。成熟程度和所需建设条件本项目先后成功应用于上海世博会和上海中心， 结果表明效果显著， 经济和社会效益明显。技术指标控制轴,5 轴； 设置
安徽工业大学
2021-04-14
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
热轧生产线中的复杂控制与综合优化技术（技术）
成果简介：本项研究的应用领域为板带热轧，重点是热轧中厚板领域。板厚 控制、板形控制、轧制节奏控制、轧制温度控制及轧制规程自动生成与自动 修正等是热轧板带特别是热轧中厚板轧制过程中的关键技术和重要科学问 题。本研究运用的重要理论基础和技术包括现代控制理论、最优控制理论、 系统辨识理论和计算机控制与优化技术等。将上述理论与热轧液压自动厚度 控制(HAGC)系统研究与应用，轧制过程建模、仿真与优化控制研究，热轧规 程动态设定与自学习研究紧密结合
北京理工大学
2021-04-14
技术需求:复杂作业环境下多参数的智能感知技术
1、复杂作业环境下多参数的智能感知技术；2、人工智能中枢控制系统实现；3、智能电液控制技术；4、终端轨迹规划及精确控制技术；5、自动扫描、分析技术与系统协调作业；6、基于影像分析的地面监控系统和远程操作系统实现；7、井下多传感信息融合及检测技术；8、井下网络数据传输系统平台构建；9、无线与有线光缆通信异构融合与组网技术；10、地面井下信息互通，以及与矿井综合自动化平台的高效融合技术
山东金科星机电股份有限公司
2021-08-17
XK2420五轴五联动数控龙门铣床
龙门式五轴五联动数控机床是科技部确定的“十五”国家科技攻关重点项目，具有三向伺服轴X、Y、Z和主轴C轴及摆角A轴-5根控制轴，能进行空间曲面和五面体加工，可广泛应用于航天、造船、汽车、军工等重要行业，代表了当今国际制造业发展的最新水平。 开发设计的“高速摆角镗铣头”和“强力摆角铣头”具有C轴和A轴双摆角功能：高速摆角镗铣头采用内装式主轴电机、电机功率18.5/15.1Kw、最高转速10000r/min(无级变速)，可进行高速切削；强力摆角镗铣头采取两段无级变速，电机功率30/22Kw、输出扭矩940Nm,可实行强力切削；并且配置了立铣头、卧铣头等，可组成铣头库进行互换，扩展了机床功能。
上海理工大学
2021-04-11
一种双轴解耦结构的平面电机
本发明公开了一种双轴解耦结构的平面电机，包括基座和位于其上方的工作平台，所述基座上设有第一驱动线圈、第二驱动线圈、气动悬浮体、间隙传感器和位置传感器，第一和第二驱动线圈在同一平面相垂直摆放；所述工作平台上设有同一平面相垂直摆放的第一永磁体和第二永磁体，其中第一永磁体与第一驱动线圈相垂直，第二永磁体与第二驱动线圈相垂直，另有控制器分别连接两驱动线圈、两传感器和气动悬浮体。本发明双轴共面解耦结构实现同一平面上双轴驱动的二维运动,简化了结构，增大了系统可靠性。
华中科技大学
2021-01-12
轴间限滑差速器简介及可行性分析
本发明的目的在于提供一种限滑能力与差速器的输入扭矩成正比，并且在不考虑差速器内摩擦的情况下，其两输出端的输出扭矩之比与所要求的输出扭矩之比能基本匹配，并具有结构紧凑，维护方便的特点的轴间差速器。 本差速器的基本结构是一种特殊的行星机构，它的特点在于内齿圈和太阳轮在轴线方向上是错开的，行星轮不是利用轴承支承在行星架上，而是直接将行星轮放入行星架上与行星轮的齿顶圆配合的内孔中，利用行星轮的齿顶圆与行星架的内孔构成若干个滑动轴承。由于行星轮的齿顶圆直径较大，该滑动轴承的传动效率是很低的，即行星齿轮的齿顶圆与行星架的内孔内壁相配合构成了若干个摩擦副。 为了进一步提高轴间差速器的锁紧能力，太阳轮、行星齿轮和内齿圈均为具有大螺旋角的斜齿圆柱齿轮，在分度圆上的螺旋角相等，其中太阳轮与行星齿轮的旋向相反，行星齿轮与内齿圈的旋向相同。由于采用了大螺旋角的齿轮副，齿轮间在啮合过程中会产生与切向力相当的轴向力。行星轮一端的内侧与太阳轮啮合，另一端的外侧与内齿圈啮合，切向力相同，所产生的轴向力正好相互抵消。而对于内齿圈和太阳轮，各行星轮产生的轴向力是相互叠加的，使其端面在行星架或端盖上产生很大的轴向力，分别构成两个滑动摩擦副。改变齿轮副的螺旋角，可以很容易地改变差速器的锁紧系数。 本差速器的结构比较简单，不需要特别复杂的加工工艺和特殊的材料，具有自主知识产权。差速器上的零部件多数机械厂利用已有的设备都可以制造，不需要过多专用设备的投入，达到经济规模的批量也不大，便于在中高档越野车辆上推广。
北京交通大学
2021-04-13
花键轴表面功能梯度复合涂层的制备方法
研发阶段/n一种花键轴表面功能梯度复合涂层，花键轴表面外依次涂覆有粘合剂、尼龙１１和／或尼龙１０１０薄膜，其特征在于：尼龙１１和／或尼龙１０１０薄膜外还涂覆有尼龙１１和／或尼龙１０１０与改性硫化钼或纳米氧化铝的均匀混合的梯度薄膜，梯度方向为从里向外改性硫化钼或纳米氧化铝在混合物中的含量从少到多，梯度薄膜的厚度为２５０－３５０微米。本发明与现有的花键轴涂层相比具有耐磨性能好、表面硬度高、自润滑能力强等优点。能广泛用于大、中、小型汽花键轴的表面涂覆。
湖北工业大学
2021-01-12