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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
多通道数控纺纱机与数字化彩色纺纱技术
项目打破了自工业革命以来欧美人创建的传统纺纱工艺理论，提出了具有革命性和划时代意义的多轴联动数控彩色纺纱工艺理论与柔性数字化加工技术。
发明了8轴联控的三通道数控纺纱系统，研制了世界首台柔性数字化彩色纺纱机，带领纺纱技术由灰色纺纱时代进入彩色纺纱时代。
发明了数控多通道纺纱方法，提出了基于非对称牵伸、非对称加捻、非对称超喂等手段在线调控成纱形态、色彩及结构的新机理，实现了多品种纱线的一体化连续加工；
发明了网格化多基色彩纤高维度混色模型及高维度混色色谱可视化理论，为实现彩色纺纱提供了理论支撑；
发明了全色谱彩色纱、全色谱渐变纱和段彩纱、全色谱段彩竹节纱的数字化设计及纺纱加工方法，实现柔性数字化彩色纺纱。
先进纺织机械生产国高度重视纺织机械智能化，从三个层面创新纺纱智能化技术，一是基于网络传输和资源信息化的车间管理智能化；二是基于物流自动输送的纺纱工序连续化，三是基于多电机协同驱动实现纺纱加工的柔性数字化。本项目发明了柔性数字化彩色纺纱技术，研制了世界首台多通道数控彩色纺纱机，构建了完整的知识产权体系，属于国际首创。
江南大学
2021-04-14
XP-S型高效节能旋流除尘器
对现行XLP/B型除尘器进行结构创新设计，开发了一种针对小型燃煤锅炉烟气除尘的新技术——XP-S小型燃煤锅炉通用旋流除尘器。结合工程运行经验，创新设计的XP-S小型燃煤锅炉通用旋流除尘器结构上采用了螺旋翅片锥形升气管、碎涡器、稳涡器、二分“脊”式导流片、以及异锥形出口蜗壳、月牙形旁路、双斗异型排灰系统及鸭嘴式排灰阀、异形入口缩放管等创新方案,在形式上采用了负压风机与出口蜗壳组合、锥形密封槽以及其相配的新型密封材料等措施。使除尘器在整体尺寸、除尘效率、风机耐受性、密封性上等方面都更能适合于小型燃煤锅炉的需要。目前，该技术已完成设计程序开发，正进行样机加工制作和技术专利申请工作。希望进行技术转让或以技术入股形式合作开发生产。
集美大学
2021-04-29
毓旋翼——模块化可变形飞行器
“毓”旋翼是一种模块化多旋翼无人机，系统构建了一种新型多旋翼无人飞行平台，设计了简单可靠的连接结构。由于单个飞行模块具有独立的动力系统和控制系统，本项目在此基础上提出了多模块的协同控制算法并给出了区别于常规多旋翼构型的多种模块排布方式。此外，还能够基于冗余传感器数据研究了数据融合算法以提高传感器精度。
“毓”旋翼无人机由多个单旋翼模块组成，每一个单旋翼模块具有独立的结构、飞行控制器、动力系统以及通信设备。飞行控制器用于感知环境，处理数据，实现算法，是飞行器控制的核心。其中包含以下传感器：加速度计（用于测量姿态）、陀螺仪（用于负责测量姿态以及获取角速度）、磁力计（用于获得姿态）以及气压计（用于获得高度）；通信设备用于模块与模块之间以及模块与外部设备之间的通信，由于通信的多对多特性，将会引入通信网络实现组网通信；结构用于组成机体，安装放置元器件，并实现与外部的连接，是飞行的主体部分；动力系统则用于动力输出，包含无刷电机、电子调速器、螺旋桨、电池以及配套供电网络，在这里由于多个模块之间可以采用独立电池供电，为使多个电机之间的供电电压相同引入了并联供电网络，实现多个电池之间的并联供电。
北京理工大学
2021-11-26
毓旋翼 —模块化可变形飞行器
“毓”旋翼是一种模块化多旋翼无人机的，系统构建了一种新型多旋翼无人飞行平台，设计了简单可靠的连接结构。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
由于单个飞行模块具有独立的动力系统和控制系统，本项目在此基础上提出了多模块的协同控制算法并给出了区别于常规多旋翼构型的多种模块排布方式。此外，还能够基于冗余传感器数据研究了数据融合算法以提高传感器精度。“毓”旋翼无人机由多个单旋翼模块组成，每一个单旋翼模块具有独立的结构、飞行控制器、动力系统以及通信设备。飞行控制器用于感知环境，处理数据，实现算法，是飞行器控制的核心。其中包含以下传感器，加速度计（用于测量姿态），陀螺仪（用于负责测量姿态以及获取角速度），磁力计（用于获得姿态）以及气压计（用于获得高度）。通信设备用于模块与模块之间以及模块与外部设备之间的通信，由于通信的多对多特性，将会引入通信网络实现组网通信。结构用于组成机体，安装放置元器件，并实现与外部的连接，是飞行的主体部分。动力系统则用于动力输出，包含无刷电机、电子调速器、螺旋桨、电池以及配套供电网络，在这里由于多个模块之间可以采用独立电池供电，为使多个电机之间的供电电压相同引入了并联供电网络，实现多个电池之间的并联供电。
1、主要技术优势
毓”旋翼的若干个子模块相同，使用者只需稍加注意正反模块的结合，便可根据自身实际需求确定子模块的数量和具体的连接方式，以满足不同的载荷需求或其他用途；由于模块化，单模块紧密排列本就利于储存，再加上可折叠变形，因此毓旋翼在储存方面极为便利，而且折叠储存方式多样，适合于多种场景；
2、主要性能指标
1)模块化，灵活拼装，快速更换，“毓”旋翼由若干个完全相同的单旋翼模块组合拼装而成；2)协同化，组成此多旋翼无人机系统的单旋翼模块高度内聚，多个模块协同控制以实现整体控制；3)多样化，使用者可自由改变子模块的数量和排布方式进行组装，以满足不同载荷的实际需求。
北京理工大学
2022-08-12
旋锻近净成形工艺参数确定和缺陷预防
含芯棒和无芯棒的旋锻工艺参数优化、缺陷预防以及产品设计。
上海理工大学
2021-01-12
2XZ 系列直联旋片式真空泵
该系列泵是用来对密封容器抽除气体的基本设备。它可单独使用，也可用于增压泵、扩散泵、分子泵的前级泵、维持泵、钛泵的预抽泵用，可用于真空干燥、冷冻干燥、真空脱气、真空包装、真空吸附、真空成形、镀膜、食品包装、印刷、溅射、真空铸造、仪器、仪表配套、冰箱、空调流水线和实验室等真空作业以及配套使用。
特点
由于彻底的低噪音设计和精密的加工，从而达到了低噪音化；
配制特殊设计气镇阀，防止泵油混水，延长泵油的使用时间；
采用国际同类产品设计、体积小，重量轻、噪音低、启动方便；
设有自动双重的防返油保险装置，永不返油；
小口径2XZ-2、2XZ-4真空泵专配真空干燥箱、冻干机、印刷机械；
可配小口径转换接头、KF接口、法兰接口。
参数 型号
2XZ-0.5
2XZ-1
2XZ-2
2XZ-4
抽速 L/S (m3/h)
0.5（1.8）
1（3.6）
2（7.2）
4（14.4）
极限压力Pa
分压力
≤6×10-2
≤6×10-2
≤6×10-2
≤6×10-2
全压力
≤1.33
≤1.33
≤1.33
≤1.33
转速r/min
1400
1400
1400
1400
工作电压V
220
220/380
220/380
220/380
电机功率Kw
0.18
0.25
0.37
0.55
进气口口径（外径）（mm）
G3/8
G3/8
G3/4
G3/4
KF-16
KF-16
KF-25
KF-25
噪音dBA
62
62
63
64
容油量 L
0.6
0.7
1.0
1.1
外形尺寸mm
440×130×250
485×130×250
488×145×275
528×145×275
毛重/净重Kg
17/16
18/17
22/20
24/22
临海市永昊真空设备有限公司
2021-12-13
直联泵(直联高速旋片式真空泵)
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23
数控机床自适应自动变速器（数控机床AAT）
西南大学
2021-04-13
多自由度精密位移平台
多自由度精密位移平台由压电马达驱动，包含传感器、驱动器和控制器等部件，是精密仪器运动控制系统的核心部分，也是精密加工设备、医疗设备、微电子制造检测设备、测量仪器、印刷设备、生物医疗设备、自动化生产线的关键组件。其压电马达具有高分辨率、小尺寸、低能耗等特点，其运动控制部分采用先进的EtherCAT（通用超高速以太网现场总线）方案，使系统不仅更简洁、更灵活，还具有更好的实时性。
北京大学
2021-02-01