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未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-13
淀粉加工关键酶制剂的创制及工业化应用技术
本项目获 2019 年国家技术发明二等奖 淀粉加工用酶是食品工业用量最大的酶制剂。目前我国淀粉加工关键酶制剂匮乏或被国外垄断，导致一些淀粉加工技术难以实现或优势不足，因此亟需开发 具有自主知识产权的酶制剂，构建淀粉加工关键酶共性技术的研发体系。
江南大学
2021-04-11
大型高精度数控拉削装备关键技术与产业化
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。
杭州电子科技大学
2021-05-06
一种数控机床在机检测测头及检测系统
本发明公开了一种数控机床在机检测头，包括测杆和用于引导测杆作竖直直线运动的导向机构，测杆顶部设有弹性复位机构，其特征在于，靠近测杆处设有直线位移传感器。本发明还公开了应用上述测头的检测系统，包括依次电连接的测头、信号采集电路和控制中心，数控系统执行测量程序，控制机床的伺服系统带动测头进行测量，每次测得的点的坐标及时传递回检测系统，当模型检测完毕后，检测系统对测量数据进行误差补偿，对修正后的数据经过相应的运算可以计算出所测工件的空间位姿和形状信息，利用所得结果指导工件的定位和加工修正，能够大大的节约辅
华中科技大学
2021-01-12
一种基于云计算的数控系统数据采集及处理方法
本发明公开了一种基于云计算的数控系统数据采集及处理系统， 包括由远程服务器集群搭建而成的云平台，该云平台包括计算服务器 集群和存储服务器集群，计算服务器集群中集成有虚拟机集群，且分 别与数控系统和存储服务器集群连接通信，虚拟机集群具有多个分布式并行计算单元，用于执行数据采集与并行计算，存储服务器集群中 用于对采集或分析处理后的车间数据进行分布式存储。本发明还公开 了相应的方法。本发明以虚拟机代替实体机实现并行计算，并通过虚 拟化管理平台对虚拟机集群进行管理，使车间服务器资源不再受单点 配置的限制，并
华中科技大学
2021-01-12
智能五轴联动数控AB点胶机的胶量跟随控制装置及方法
传统的双组份点胶系统的点胶部分自成一体，在点胶头加减速运动过程（特别是不规则图形点胶）中，点胶速度并不能自动跟随加减速，造成点胶头低速（曲线启始或曲线拐弯）时点胶过多，而在高速时点胶又不够的不均匀问题。本发明是在三轴运动控制平台基础上添加A和B两轴由步进电机或伺服电机带动的点胶泵构成五轴联动的插补数控系统，充分考虑机床的运动、A、B料的点胶泵的运动及外界温度的相互影响，满足从任意当前速度和加速度过渡到可随时调节的任意目标速度的S型的加减速，能使点胶运动具有较高平稳性，实现AB胶点机的
河海大学
2021-04-14
一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法
本发明公开了一种数控机床进给系统装配质量的快速判别方法， 其基于数控机床内置传感器的信号进行判别，包括如下步骤：确定数 控机床进给系统的进给速度和行程范围，利用根据进给速度和行程范 围生成的进给 G 代码控制数控机床进给系统做进给运动，从而获取正 常装配条件下进给系统的内置传感器的信号以作为参考样本参数；采 用进给 G 代码控制，使新装配的进给系统做进给运动，并获取该新装 配进给系统内置传感器的实时监测信号；通过实时监测信号与参考样 本参数进行在线比较，以此实现数控机床进给系统装配质量的快速判 别。
华中科技大学
2021-04-14
一种数控机床位置检测元件的现场总线接口
本发明公开了一种数控机床总线式检测元件的现场总线接口，用于数控机床上的位置检测元件与数控机床外部控制模块之间的通信，该接口包括：现场可编程逻辑门阵列 FPGA，用于数据的发送缓冲、接收缓冲以及协议处理；以太网物理层 PHY 芯片，与所述现场可编程门阵列 FPGA 通信，用于发送和接收数据，将网络中传输的差分模拟信号转变为数字信号，以便于现场可编程门阵列 FPGA 进行处理；网络变压器，与所述太网物理层 PHY 芯片连接，用于隔离信号；和双绞线接头，与所述网络变压器相连，用于发送和接收模拟信号。本发明
华中科技大学
2021-04-14
一种基于远程视频的数控机床故障诊断系统
本发明公开了一种基于远程视频的数控机床故障诊断系统，其 包括数控机床监控模块、视频数据管理模块和故障诊断模块，该数控 机床监控模块包括摄像头、流媒体服务器和流媒体客户端；该视频数 据管理模块包括数据管理单元和故障数据单元，所述数据管理单元用 于接收并存储由所述流媒体服务器录制并转发的视频数据；所述故障 数据单元预存储有数控机床各类故障的故障信息，并构建故障信息库； 该故障诊断模块根据流媒体客户端实时显示的视频，同时结合故障信 息库中的故障信息，实现数控机床故障的智能诊断。本发明克服了传 统诊断方法实
华中科技大学
2021-04-14
一种数控系统指令域序列异常数据检测方法
本发明公开了一种数控系统指令域序列异常数据检测方法，包括(1)获取训练样本数据中心线，获取包络线比率r；(2)构造窗宽N、临界长度X、连续异常点长度和阶梯点长度分界线Y、数据流分析长度Z的经验公式并根据经验公式设置相应参数；(3)利用N确定滑动窗口长度，利用滑动窗口分割数据流，利用简单移动平均法或多项式拟合法获取滑动窗口数据中心线，包络线外样本为当前滑动窗口内判定的异常点存入loutlier，利用过程记录序列lnew、过程记录正常序列lnormal、X、Y确定最终判定类型；(4)达到指定的数据流分析长度Z时，结束异常检查，否则清除序列号为(i-1)u+N+1、(i-1)u+N+2、...、i·u+N的数据缓存，进入第i+1个滑动窗口的分析。
华中科技大学
2021-04-14