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高性能龙门加工中心整机设计与制造工艺关键技术及应用
建立了龙门加工中心几何误差整机-部件-零件-结构的精度正向递推分配、精度保持薄弱结构-零件-局部动件-整机的精度逆向修正补偿方法，提升了龙门加工中心大行程工况加工精度要求
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
高性能龙门加工中心是航空航天、高铁船舶、核电等大型精密零件加工的重要装备。高性能龙门加工中心设计研发中遇到了多部机型谱匹配、大行程精度均衡、大惯量爬行抑制等三大技术难题，急需新的设计方法与制造工艺的支撑。在国家科技重大专项等课题资助下，浙江大学谭建荣院士科研团队开展了高性能龙门加工中心整机设计与制造工艺关键技术及应用研究，取得了一系列重要成果：
（1）发明了高性能龙门加工中心整机布局方案骨架型谱。建立了多部机匹配的龙门加工中心布局方案骨架型谱，揭示了龙门加工中心多体系统低序体阵列拓扑约束解耦机理，提升了龙门五面加工中心、数控龙门镗铣床等一体化龙门框架多部机布局型谱自适应匹配性能，一阶固有频率由54Hz提高到63Hz，结构件刚度由50.4N/μm提高到55.6N/μm，打破了国外大型精密动梁五面体龙门加工中心垄断。
（2）发明了基于螺旋变换的多轴联动精度分配方法。建立了龙门加工中心几何误差整机-部件-零件-结构的精度正向递推分配、精度保持薄弱结构-零件-局部动件-整机的精度逆向修正补偿方法，提升了龙门加工中心大行程工况加工精度要求，X/Y/Z轴行程定位精度由0.08/0.06/0.05mm提高到0.03/0.02/0.015mm，整机几何精度达到发达国家同类产品Ⅰ级标准。
（3）发明了龙门加工中心运动部件爬行特征判定方法。建立了基于动梯度粘滑特性的动件爬行特征判定方法，揭示了大惯量动件重载负荷低速摩擦副防爬机理，提升了重载低速大范围的静压导轨低摩擦副高精度控制性能，加工工件表面粗糙度从Ra0.4提升至Ra0.2，转台平面跳动由0.02mm提高到0.01mm，转台热浮升变形由0.2mm提高到0.05mm。
研制了行业首创的龙门加工中心设计制造工具集，在国家重大工程的关键部件精密加工中得到成功应用，并推广应用到国家重点机床企业的高端加工中心设计研发中。项目突破了发达国家对我国龙门加工中心技术封锁，研发的机床产品成功替代进口，对提高我国重大精密装备国产化率与自主创新能力等起到了重要作用。
浙江大学
2022-07-22
宽量程MEMS风速风向传感器设计与制造关键技术及应用
"该成果获2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）技术发明类一等奖。1. 针对MEMS风速风向传感器低风速误差大、高风速难以测量的问题，发明了风速风向传感器深槽隔热结构，降低了衬底横向热传导，提高了灵敏度，降低了测量误差，扩大了传感器的量程。 2. 针对MEMS风速风向传感器高风速难以测量的问题，建立了传感器系统级模型，实现了闭环控制；提出了风速风向传感器的温度自平衡测控方法，实现了60m/s的量程，解决了长期以来风速风向传感器量程难以提高的技术难题。 3. 针对MEMS风速风向传感器野外工作防护技术问题，发明了风速风向传感器的陶瓷圆片级倒装封装技术，提出了导热凸点与导电凸点结构及工艺技术；发明了传感器嵌入式组装结构，突破了传感器野外工作的可靠性技术瓶颈。 4. 针对MEMS风速风向传感器受环境温度、湿度影响问题，在国际上首次建立了风速风向传感器的湿度效应模型；基于传感器材料与结构的温度特性，建立了风速风向传感器温度效应模型，保障了传感器长期工作的稳定性。 "
东南大学
2021-04-13
厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备
厚板焊接作为我国核电、船舶、石化等领域重大装备的关键制造技术，对低热输入、高效率、高质量的新型焊接方法升级需求极其迫切。窄间隙焊接技术因采用窄且深的坡口，在厚板焊接时具有效率高、填充量少、热输入小、变形小等优势，在提高焊接效率和焊接质量等方面具有重要应用前景。目前，该类技术在国外核电、船舶等行业广泛应用，技术较为成熟。而我国窄间隙焊接技术研究起步较晚，在大厚板核心焊接设备、工艺及材料均受制于人，尤其针对我国国防重点企业，存在“卡脖子”风险。高端焊接装备依赖于进口，价格高昂。国外主要生产厂家包括法国宝利苏迪、日本日立公司、美国电弧机器等，国内生产厂家华恒、唐山开元等依赖于国外企业的专利授权。
国际和国内现有技术一般采用钨极摆动、陶瓷片约束、横向交变磁场等控制电弧周期性地在两侧壁之间燃烧，存在装置复杂、母材被磁化或间隙较大等缺点。为解决窄间隙焊接侧壁熔合的难题，课题组另辟蹊径，创新性地提出了一种具有完全自主知识产权的“厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备”新技术。该技术突破了现有窄间隙钨极氩弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工艺的局限性，已实现壁厚50 mm超窄间隙焊接，能够更为可靠、简便地解决侧壁未熔合缺陷问题。相对于国内外的现有技术，该技术形成的旋转电弧能够有效改善电弧热量及压力的均匀性，在保证熔敷金属质量均匀的同时避免熔深过大，具备高质量、高效率的突出优势，达到国际先进水平，已在国防、核电、QT等工业领域推广应用。同时，研究团队自主设计研发了面向核电、石化、船舶等装备的大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备（图1），可实现板厚超过150 mm、窄间隙5 mm——9 mm的厚壁材料高质量自动化焊接。
图1 大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备
该设备特别适用于厚壁不锈钢焊接、钛合金、980高强钢、9Ni钢等特种材料，在核电、军工、石化等领域具有广泛的应用前景。目前处于国际先进水平的宝利苏迪公司生产的单套设备售价高达380万元，国产设备售价也达到150——200万元水平。而自主设计研发的设备单套成本仅约30万元，能够产生巨大的经济效益。
山东大学
2025-02-08
温室环境智能控制与智能管理系统
本系统包括温室栽培优化模型动态仿真、专家系统集成与智能控制算法设计等三部分内容。系统采用了基于知识的智能解决方案，系统的三个部分紧紧围绕专家知识与智能，不仅构成统一的整体又能分别独立运行。系统以大量的实验数据和专家经验为基础，采用智能控制方法、智能推理方法和多媒体技术，能提供病虫害在线预报，为温室环境控制提供最佳环境条件，并能对温室环境和作物生长过程进行仿真和预测。
北京理工大学
2021-04-14
一种金属零件的增减材复合制造装备及方法
本发明公开了一种金属零件的增减材复合制造装备及方法。该装备包含增材制造组件、减材制造组件、气氛调控组件和控制系统。所述增材制造组件用于对待加工零件实施激光选区熔化；减材制造组·826·件用于对已熔化成形的金属零件切片层实施机械加工；气氛调控组件用于在零件制造过程中为激光辐照区域提供保护气体和清除激光辐照区域产生的金属烟尘；控制系统用于处理待成形金属零件 CAD 模型，生成增材制造组件与减材制造组件的加工
华中科技大学
2021-04-14
珠海康拓智能技术有限公司
珠海康拓智能技术有限公司
2025-06-09
科技部关于发布国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”等6个重点专项2023年度项目申报指南的通知
科技部近日发布了《科技部关于发布国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”等6个重点专项2023年度项目申报指南的通知》（国科发资〔2023〕90号），涉及“高性能制造技术与重大装备”、“智能传感器”、“工业软件”、“增材制造与激光制造”、“智能机器人”和“网络空间安全治理”共6个专项，详见国家科技管理信息系统公共服务平台通知
科研部
2023-06-06
技术需求：机械制造自动化相关技术
机械制造自动化相关技术
日照市七星汽车部件有限公司
2021-08-24
智能物料跟踪与识别
（1）开发工业字符自动识别算法，有效对旋转、变形、缺失字符进行准确识别，实现自动物流跟踪；（2）支持面喷、侧喷、钢印和手写字符的识别；（3）支持自定义字库，语法，多点同步识别；（4）识别算法对喷印质量没有要求，识别准确率为：对人工能进行识别的字符整体识别正确率为 99%。
北京科技大学
2021-04-13
输电铁塔结构健康状态边缘智能感知与评价技术
该技术建立了在役输电铁塔结构性能弱化模型和评估方法，提出了适用于瞬变载荷测量的输电铁塔状态全面感知技术，考虑台风、龙卷风、覆冰等灾害气象条件下载荷的瞬变特征，完成了输电线路瞬变载荷状态感知系统及终端设备研制，提出以架空导线载荷、铁塔结构倾角和应力状态实时测量为基础，与数字仿真模型深度融合的输电铁塔状态全面感知技术，构建输电铁塔的边缘智能感知端与云端协调工作架构，实现输电铁塔结构状态全面高速感知，可以实现输电线路巡护重点定位和输电铁塔灾害反演。
该技术的应用将解决重要架空输电线路通道中铁塔结构的健康状态智能感知与评价问题，能够实现架空输电线路结构健康状态全面感知，有效提升输电铁塔结构健康状态感知的准确度和智能化水平，为定位输电线路的巡护重点提供重要技术手段，为我国坚强智能电网的建设，提供重要理论支撑、技术保障和实践依据。
1 系统功能
（1）输电线路地理信息
以电子地图方式显示输电线路的地理信息，展示输电线路走向及铁塔位置信息。同时，可标识当前的气象信息。
（2）输电铁塔结构状态感知实时监测数据
以表格、图形的方式显示状态感知实时数据，对异常的状态感知数据实现声光报警，并可进行历史状态感知数据的查询。
（3）输电铁塔灾害反演
建立塔线体系三维模型，在三维模型上显示导线位移、导线和绝缘子的应力计算结果，并可实现灾害过程反演。
（4）输电铁塔实时健康状态
建立输电铁塔的三维模型，在三维模型上显示输电铁塔的杆件应力计算结果、输电铁塔结构变形结果及实时的健康状态评价结果。
（5）输电线路结构健康状态及巡护重点定位
显示输电线路结构健康状态评价结果，提供输电铁塔薄弱环节定位功能，为输电线路重点巡护提供支持。
2 系统组成
输电线路结构健康状态智能感知平台的系统结构分为感知装置和主站系统构成，如下图所示。
图1 系统图
系统客户端界面如下图所示。
图2 客户端界面
华北电力大学
2021-05-10