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基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化技术
本成果提出了基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化,主要包括零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法、基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测、基于机器学习的零件加工工艺优化与决策、基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证这四方面。以下是各方面具体对应内容: 1)零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法:在数据挖掘与机器学习算法方面,搭建了轴类零件全流程加工工况数据实时采集硬件平台,实现对加工力、加工振动、主轴电流等工况数据的实时在线获取。 2)基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测:在航空薄壁件加工精度预测方面,对复杂曲面加工过程混合建模与全流程加工精度预测等理论开展了深入研究工作;建立了零件单工序/多工序加工精度预测混合驱动模型,实现了加工精度的高效高精预测。 3)基于机器学习的零件加工工艺优化与决策:在轴类零件全流程加工工艺优化与决策方面,围绕隐马尔可夫决策过程、遗传算法等理论开展了理论研究工作,结合轴类零件加工过程开展了优化工作;提出了加工参数自适应调控联合决策方法。 4)基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证:构建加工数据库1套,包含机床设备、加工刀具、加工参数、检测数据等四种类型数据。开发全流程加工智能推理软件1套(部署于中航发南方公司柔轴车间),实现航轴全流程质量数据感知与工艺优化,其中全流程误差建模与分析模块实现了端到端的零件加工质量智能推理,可以用于工艺设计与现场预先感知,加工过程工艺数据挖掘模块实现基于批量数据的多工序误差流分析,实现后续工序加工误差推理,加工过程工艺优化与智能决策模块实现了零件多工序加工质量数据推理与给定期望指标下的加工参数优化。 图1 本成果对应功能结构示意图 【技术优势】 围绕航空领域制造的加工质量问题,开展基于制造过程数据的工艺全流程智能决策技术与系统的研发,初步实现工艺与制造过程的智能控制。在数据挖掘与机器学习算法、航空薄壁件加工精度预测、轴类零件全流程加工工艺优化与决策、零件全流程加工质量智能推理与优化、智能加工产线智能决策技术应用与推广等多个方面实现了突破,具有显著的理论价值与应用价值。 规范制定方面,研究了薄壁件加工误差产生的深层机理,构建了批量零件加工过程中误差传递的理论模型,探究了机床、夹具、刀具、加工参数全方位、多层次的因素对于零件加工误差产生的影响规律,提出了零件加工工艺与流程优化策略,形成制定面向航空发动机大长径比轴类零件的决策规范,规定轴类零件全流程加工过程中机床、刀具、装夹、加工参数四个方面的具体要求。通过中国航发南方工业有限公司企业标准体系管理系统制定、修改、审批,形成《航空发动机轴类零件加工工艺优化与决策技术规范Q/2B 1586—2022》。 软件开发方面,将上述理论成果进行高度集成,开发了零件全流程加工智能推理优化软件(MIO软件)。软件集成了四大功能模块,包括加工工艺数据库、全流程误差建模与分析、加工过程工艺数据挖掘、加工工艺优化与智能决策。相关知识与优化规则形成权。全流程加工智能推理优化软件以及知识库软件通过第三方测评,测评机构具备MA与CNAS认证资质,最终形成《零件全流程加工智能推理优化软件第三方测试报告》、《智能加工产线工艺全流程智能决策工艺知识库软件第三方测试报告》。 应用验证方面,结合航空发动机制造具体需求,将相关成果应用到某型号航空发动机轴类零件(动力涡轮传动轴)加工生产中。将零件全流程加工智能推理优化软件部署在航轴加工车间,在验证产品的加工设备上部署了数据采集装置,实时采集加工过程数据,集成企业工艺资源数据库和产品数字化检测系统,获取机床、夹具、刀具、产品质量等信息,构建了加工工艺数据库,开展了航轴加工工艺分析、现场加工质量预先感知、加工工艺与流程优化、现场实际加工验证等工作。通过南方公司现场应用验证,零件次品率平均降低54.53%。(2019年至2020年优化前,次品率为8.38%;2021年6月至2022年5月优化后,次品率为3.81%)。相关应用验证通过了中国航发南方公司的效果认定,并形成用户报告。 【技术指标】 1)采用机理模型/有限元仿真技术获取切削力/热/柔度/加工误差数据集,构建代理模型实现了切削过程的毫秒级预测,切削过程关键物理量的预测时间优于10毫秒。 2)建立了机理模型与小样本工况数据混合驱动的预测模型不确定分析与量化模型,提出了贝叶斯框架下的不确定校准方法,实现了加工误差快速(毫秒级)精准(偏差小于5微米)预测。 3)提出了航轴加工质量状态估计方法,建立了现场多源数据信息串联模型,基于隐马尔科夫的决策模型,实现工序间感知平均误差控制在9.21%内。 4)建立了加工次品率与加工参数约束集间双向映射互通模型,首次提出了基于隐马尔科夫模型与遗传算法的联合决策方法框架,联合决策优化框架保证次品率降低优于50%。
华中科技大学 2023-06-20
一种套筒类零件内表面微凸起的电解加工方法
(专利号:ZL 201310414136.2) 简介:本发明提供了一种套筒类零件内表面微凸起电解加工方法,属于电解加工领域。该方法利用微小群孔结构的弹性绝缘薄板,其面向零件一面进行导电化处理,并将其导电层与弹性绝缘薄板组成工具阴极,套筒类零件作为工件阳极,阴、阳极之间充满电解液,阳、阴极分别与电源的正、负极连接,进行电解加工,在套筒类零件内表面制造出微凸起结构。采用本发明的电解加工方法,能够在套筒类零件的内表面形成微
安徽工业大学 2021-01-12
一种圆柱形零件翻转的自动上下料装置
本实用新型公开了一种圆柱形零件翻转的自动上下料装置。零件储料箱内装有零件,零件储料箱底面为带有倾角的斜面,零件储料箱底端设有出料口,出料口连接出料槽,出料槽出口处安装有选料轮,选料轮周面沿圆周等间距开有四个凹槽,选料轮旋转出口的一侧下方设有用于承接零件的倾斜的滑槽,滑槽与提升机构衔接,提升机构的出口处下方设有竖直导向管,竖直导向管的出料口下方为零件操作台。本实用新型仅依靠一个电机带动的选料轮即可实现对圆柱形零件的周期性取料,利用重力滑落实现零件翻转上料,并能保证零件出料方向的一致性,简便节能,自动化程度高,且具有较高的可靠性。
浙江大学 2021-04-13
一种十字滑块式塞拉门机构
本实用新型一种十字滑块式塞拉门机构涉及的是一种高速列车塞拉门的开关与密封机构,特别适用于 地铁或者高速列车的门的开关与密封。由步进电机、丝杠、丝杠螺母、支座、主轴、十字滑块、导杆、塞 拉门体、导向轮、导向槽组成;主轴固定在支座上,十字滑块的其中一个孔与主轴配合并能延主轴滑动, 十字滑块的另一个相互垂直的孔与导杆相配合,塞拉门体与该导杆用螺钉固联,在导杆上装有导向轮,导 向轮限制在导向槽内运动,导向槽做成直线加圆弧的形状;其中十字滑块的运动是通过步进电机驱动丝杠 15 旋转,使丝杠螺母作直线移动,丝杠螺母与十字滑块固联。所述丝杠螺母与十字滑块通过连杆用螺钉固联。 所述十字滑块至少设置有一个。
南京工程学院 2021-04-11
质子泵抑制剂—埃索美拉唑钠
埃索美拉唑钠是胃壁细胞中质子泵的特异性抑制剂,为奥美拉唑的S型异构体,同时是质子泵抑制剂家族中首个单一的光学异构体。在胃壁细胞的酸性隔离环境下,埃索美拉唑钠钠被质子化并转化成具有生物活性的抑制剂—非手性亚磺酰胺,与H+/K+ -ATP酶上半胱氨酸的巯基结合形成二硫键,使酶失活,对胃酸分泌最后一步实现阻碍,从而减少胃液酸度。该抑酸效果与每日剂量相关,一般范围为20至40毫克。1、埃索美拉唑钠国内外研究进展埃索美拉唑钠最初是由阿斯利康公司研发。2007年其全球销售额达到52.16亿美元,2008年达到52亿美元,2009年达到49.59亿美元。目前,美国已于2001年批准口服缓释胶囊剂,2005年批准静脉注射剂。同时,国内于2003年批准阿斯利康制药进口埃索美拉唑钠镁肠溶片,2007年批准阿斯利康制药进口埃索美拉唑钠钠注射剂,并将于2014年该药物到期后获批仿制。在美国市场5ml/支(40mg)的销售价格为29.9美元;在中国市场40mg(以埃索美拉唑钠计)为150元/支,销售价格非常昂贵。2、本课题组的技术优势(1)确定了以4-甲氧基苯胺为起始原料,经过酰化、硝化、水解、还原、环化、不对称氧化和成盐反应最终合成终产物埃索美拉唑钠的工艺路线,以4-甲氧基苯胺计,总收率为28.3%;  (2)攻克了终产物纯化等系列难题,最终产物纯度优于美国FDA标准;(3)对中间体4-甲氧基乙酰苯胺、4-甲氧基-2-硝基乙酰苯胺、4-甲氧基-2-硝基苯胺、2-巯基-5-甲氧基苯并咪唑、5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑合成中反应温度、反应时间、反应物料摩尔比、溶剂等因素进行优化,中间体产率达90%以上。(4)对自行合成埃索美拉唑钠进行多种波谱技术分析,包括UV、IR、MS、NMR(1H-NMR、13C-NMR、DEPT-13C-NMR、1H-1HCOSY、HSQC、HMBC)等,并结合元素分析、热重分析、差示扫描量热法、X-射线衍射等方法分析埃索美拉唑钠钠结构,利用各种二维核磁共振谱图确定氢谱和碳谱的谱线归属,证明自行合成的样品与埃索美拉唑钠结构完全一致。
南京工业大学 2021-04-13
拉压循环试验弹簧限位式试样固定装置
拉压循环试验弹簧限位式试样固定装置,由下位夹具和上位夹具组成,下位夹具包括与试验机底部加载座连接的下接头、固定试样的下端帽、连接下接头与下端帽的下链条、第一中心限位机构、第二中心限位机构和第一液压机构;上位夹具包括与试验机顶部加载座连接的上接头、固定试样的上端帽、连接上接头与上端帽的上链条、第三中心限位机构、第四中心限位机构和第二液压机构;各中心限位机构均由弹簧限位组件、支撑件和转接板组成,弹簧限位组件包括圆环形支座、三根螺杆、三个带有外螺纹和内螺纹的螺套、三根限位弹簧和三个限位体;第一液压机构、第二液压机构均包括圆环形活塞及与圆环形活塞组合的圆环形油缸。
四川大学 2016-10-10
一种金属软磁复合材料的非均匀形核绝缘包覆处理方法
本发明公开了一种金属软磁复合材料的非均匀形核绝缘包覆处理方法。它包括如下步骤:1)将金属磁粉过筛进行粒度配比;2)利用非均匀形核法对配好的金属粉末进行绝缘包覆后干燥;3)将干燥后的磁粉与粘结剂混合均匀,加入脱模剂干压成型,将其压制成坯样;4)将坯样于保护气氛中保温0.5~2h,空冷,喷涂,得到目标产物。本发明采用非均匀形核法制备的复合粉末包覆均匀、致密,包覆层厚度可控,具有良好的抗氧化性、高的电阻率、高的饱和磁化强度,具有优良的磁性能和力学性能;采用非均匀形核法在金属磁粉表面均匀包覆一层Al2O3绝缘层,包覆效果优于现有方法,且可操作性强,便于批量生产。
浙江大学 2021-04-11
一种基于九方形发射线圈的背包内嵌式无线充电系统
本实用新型公开了一种基于九方形发射线圈的背包内嵌式无线充电系统,包括发射单元和接收单元, 发射单元进一步包括第一 AC-DC 模块、DC-DC 模块、高频逆变模块、第一控制器、第一检测电路、第 二检测电路和发射机构,发射机构由第一补偿电容和发射线圈阵列串联构成,发射线圈阵列由布置于同 一平面的九个方形发射线圈并联构成,该九个方形发射线圈排列成三行三列,且中心发射线圈和周围发 射线圈的电流方向相反;接收单元进一步包括接收机构、第二 AC-DC 模
武汉大学 2021-04-14
一种适用于柔性电子曲面共形转移的多插针转印头
本发明属于物料输送转移相关设备领域,并公开了一种适用于 柔性电子曲面共形转移的多插针转印头,其包括安装柱、整体设置于 该安装柱上的被动变形模块、电磁制动模块和弹性薄膜套模块,以及 配套设置的辅助变形模块,其中辅助变形模块用于输出与目标曲面相 对应的所需曲面形状,该被动变形模块通过多个插针的上下移动带动 弹性薄膜套形成与其呼应的共形曲面,并带动吸附在弹性薄膜套上的 柔性电子薄膜执行转印过程。
华中科技大学 2021-04-14
全固态太赫兹前端关器键件
 1、主要功能和应用领域 针对太赫兹高分辨雷达和通信系统应用需求,研究了常温固态太赫兹连续波发射和接收的总体方案和实现技术,研究了太赫兹平面肖特基势垒二极管非线性模型的精确模型,提出了太赫兹高效倍频电路和低损耗分谐波接收电路的拓扑结构,掌握了太赫兹倍频器和分谐波混频器的优化方法,解决了固态太赫兹关键技术的工艺难题,突破太赫兹连续波发射和接收的关键技术,打破国外技术封锁,提高自主创新能力,形成自主知识产权,相关技术水平达到国际先进,为我国太赫兹技术的发展和太赫兹系统的应用奠定技术基础,提供技术支撑。 2、特色和先进性 1)国内首次报道了400GHz以上频段的太赫兹源,输出功率大于5mW 2)首次开展了太赫兹高功率多管芯二极管的三维电磁模型研究; 3)国内首次报道了220GHz、380GHz和664GHz分谐波混频器,变频损耗指标由于10dB; 4)国内首次开展了基于光电结合的太赫兹高速无线通信系统实验,通信速率大于12.5Gbps; 5)太赫兹核心模块已应用于太赫兹成像和通信系统中。 3、技术指标 太赫兹倍频器指标对比 频段 国外研究机构 电子科技大学 美国VDI FARRAN 仿真 实测 59GHz 26dBm 20dBm 23dBm 17dBm 91.5GHz 22dBm 15dBm 16dBm 13dBm 110GHz 20dBm 12dBm 16dBm 12.5dBm 212.5GHz 15dBm 4dBm 13dBm 7dBm 340GHz 15dBm 4dBm 13dBm 4.5dBm 420GHz 9.5dBm 无 12dBm 4dBm 太赫兹分谐波混频器指标对比
电子科技大学 2021-04-10
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