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裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外圍護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)、制造

家具設(shè)計(jì)、涂料、電氣自動(dòng)化、機(jī)械制造、冶金等相關(guān)專(zhuān)業(yè)

熱噴涂是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)激光熔覆的光學(xué)準(zhǔn)直、聚焦和整形以及與之配合送粉頭的重新設(shè)計(jì)從而實(shí)現(xiàn)均勻薄涂層的高速熔覆技術(shù)，目前受到廣泛關(guān)注。由于兼具熱噴涂快速沉積涂層特性以及激光熔覆冶金結(jié)合的特點(diǎn),有望成為規(guī)則表面實(shí)現(xiàn)替代電鍍硬鉻的新方法。冷噴涂是利用超音速氣流獲得高速粒子使其通過(guò)固態(tài)塑性變形沉積而制備技術(shù)的方法。超高速激光熔覆相比于傳統(tǒng)激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末溫度高于熔點(diǎn)，修復(fù)產(chǎn)品表面粗糙度可小于 20 微米，修復(fù)厚度可低至 30 微米。

新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越來(lái)越大、材料體系越來(lái)越多、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)制造周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定，無(wú)法滿(mǎn)足型號(hào)質(zhì)量和精度要求，亟需變革制造模式。工業(yè)機(jī)器人智能制造技術(shù)與裝備是解決該難題的最佳新途徑。但機(jī)器人精度低、剛性弱、加工穩(wěn)定性差等難題制約了其應(yīng)用于航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效高精制造，且核心裝備被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，迫切需要突破基于移動(dòng)機(jī)器人的制造核心技術(shù)與裝備，形成基于移動(dòng)機(jī)器人的大型復(fù)雜構(gòu)件原位加工與裝配融合的制造能力，打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)自主可控。 技術(shù)特征 圍繞航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效、高精、高質(zhì)量制造急需，突破了基于誤差相似度的機(jī)器人精度補(bǔ)償、機(jī)器人變剛度建模與加工顫振抑制、融合多源信息的在線感知與自適應(yīng)工藝、多功能末端執(zhí)行器研制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人智能制造技術(shù)體系，自主研發(fā)了多臺(tái)套多功能末端執(zhí)行器和高精度大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人智能鉆/鉚/銑制造裝備。

成果描述：航空曲面有機(jī)玻璃透明件生產(chǎn)線是由成型模具、鉆孔模具、施力與控制系統(tǒng)、加熱與保溫系統(tǒng)、切邊與打磨等設(shè)備組成。所開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品具有多個(gè)尺寸，且質(zhì)量高、光學(xué)成色好。玻璃曲面成型系統(tǒng)具有自動(dòng)控制溫度和施力，滿(mǎn)足成型工藝的要求。所開(kāi)發(fā)的成型模具和鉆孔模具加工效率高，產(chǎn)品具有較好的成形精度和位置精度。市場(chǎng)前景分析：本成果主要應(yīng)用在航空制造領(lǐng)域，應(yīng)用于飛機(jī)圓弧擋風(fēng)玻璃的制造維修。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越來(lái)越大、材料體系越來(lái)越多、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)制造周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定，無(wú)法滿(mǎn)足型號(hào)質(zhì)量和精度要求，亟需變革制造模式。工業(yè)機(jī)器人智能制造技術(shù)與裝備是解決該難題的最佳新途徑。但機(jī)器人精度低、剛性弱、加工穩(wěn)定性差等難題制約了其應(yīng)用于航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效高精制造，且核心裝備被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，迫切需要突破基于移動(dòng)機(jī)器人的制造核心技術(shù)與裝備，形成基于移動(dòng)機(jī)器人的大型復(fù)雜構(gòu)件原位加工與裝配融合的制造能力，打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)自主可控。技術(shù)特征圍繞航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效、高精、高質(zhì)量制造急需，突破了基于誤差相似度的機(jī)器人精度補(bǔ)償、機(jī)器人變剛度建模與加工顫振抑制、融合多源信息的在線感知與自適應(yīng)工藝、多功能末端執(zhí)行器研制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人智能制造技術(shù)體系，自主研發(fā)了多臺(tái)套多功能末端執(zhí)行器和高精度大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人智能鉆/鉚/銑制造裝備。效益分析:項(xiàng)目的成功研制拓寬了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，已在殲20、殲10、L15高教機(jī)、大飛機(jī)、××導(dǎo)彈、天宮2號(hào)空間站等國(guó)家重點(diǎn)型號(hào)研制和批產(chǎn)中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了殲20翼面、殲10機(jī)翼部件、高教機(jī)翼面、天宮二號(hào)空間站艙體等航空航天產(chǎn)品核心復(fù)雜大部件的生產(chǎn)，為我國(guó)航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件制造提供了技術(shù)與裝備支撐。此外，成果還在國(guó)產(chǎn)機(jī)器人、精密零件制造等龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用推廣，核心專(zhuān)利轉(zhuǎn)化1999.2萬(wàn)元，近三年新增直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)11.2409億元。

高端裝備制造是帶動(dòng)整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要引擎。我國(guó)高端裝備制造存在的主要問(wèn)題是裝備可靠安全性差、智能化水平低、控制基礎(chǔ)技術(shù)落后。多年來(lái)，本學(xué)科依靠重大技術(shù)創(chuàng)新，探索和開(kāi)創(chuàng)高端工業(yè)制造裝備自動(dòng)化控制技術(shù)體系，突破復(fù)雜工業(yè)制造環(huán)境下的機(jī)器實(shí)時(shí)精密魯棒視覺(jué)感知、高速高精度運(yùn)動(dòng)控制和高可靠分布式自主協(xié)同控制三大關(guān)鍵技術(shù)。研制出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)的大型工業(yè)制造機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套智能控制系統(tǒng)品牌，并產(chǎn)業(yè)化3120臺(tái)套設(shè)備，技術(shù)成果獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部級(jí)發(fā)明科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)5項(xiàng)。研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)安瓿、大輸液醫(yī)藥異物視覺(jué)檢測(cè)機(jī)器人，國(guó)內(nèi)第一條大型塑料瓶輸液自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備，國(guó)內(nèi)第一條非PVC模軟袋輸液自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備，以及國(guó)內(nèi)第一條塑料安瓿吹灌封三合一自動(dòng)化成套裝備。

通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)公司銷(xiāo)售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及管理等信息的集成與共享，實(shí)現(xiàn)全生命周期的產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造管理,實(shí)現(xiàn)大批量定制的產(chǎn)品數(shù)字化配置設(shè)計(jì)管理，同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基于二維圖紙和三維模型相結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和管理，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與管理效率，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，增強(qiáng)公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。 目前已完成平臺(tái)原型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，成功在國(guó)內(nèi)多家制造型企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)施。 可提高企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造效率，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期縮短為原來(lái)的70%，客戶(hù)需求的響應(yīng)周期縮短為原來(lái)的60%；系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，在技術(shù)上達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

傳統(tǒng)圖像傳感器模組制造(a)和晶圓級(jí)圖像傳感器模組制造(b)的比較; (c)為封裝切割后的晶圓級(jí)圖像傳感器模組利用晶圓級(jí)技術(shù)，使得 圖像傳感器模組鏡頭的生產(chǎn)都采用半導(dǎo)體制備技術(shù)，平均每片晶圓上 都有成百上千個(gè)光學(xué)元件，經(jīng)過(guò)大規(guī)模微納集成后，可以大幅縮減圖 像傳感器模組的尺寸，同時(shí)將

建立了龍門(mén)加工中心幾何誤差整機(jī)-部件-零件-結(jié)構(gòu)的精度正向遞推分配、精度保持薄弱結(jié)構(gòu)-零件-局部動(dòng)件-整機(jī)的精度逆向修正補(bǔ)償方法，提升了龍門(mén)加工中心大行程工況加工精度要求 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破   二、成果簡(jiǎn)介 高性能龍門(mén)加工中心是航空航天、高鐵船舶、核電等大型精密零件加工的重要裝備。高性能龍門(mén)加工中心設(shè)計(jì)研發(fā)中遇到了多部機(jī)型譜匹配、大行程精度均衡、大慣量爬行抑制等三大技術(shù)難題，急需新的設(shè)計(jì)方法與制造工藝的支撐。在國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)等課題資助下，浙江大學(xué)譚建榮院士科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了高性能龍門(mén)加工中心整機(jī)設(shè)計(jì)與制造工藝關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究，取得了一系列重要成果： （1）發(fā)明了高性能龍門(mén)加工中心整機(jī)布局方案骨架型譜。建立了多部機(jī)匹配的龍門(mén)加工中心布局方案骨架型譜，揭示了龍門(mén)加工中心多體系統(tǒng)低序體陣列拓?fù)浼s束解耦機(jī)理，提升了龍門(mén)五面加工中心、數(shù)控龍門(mén)鏜銑床等一體化龍門(mén)框架多部機(jī)布局型譜自適應(yīng)匹配性能，一階固有頻率由54Hz提高到63Hz，結(jié)構(gòu)件剛度由50.4N/μm提高到55.6N/μm，打破了國(guó)外大型精密動(dòng)梁五面體龍門(mén)加工中心壟斷。 （2）發(fā)明了基于螺旋變換的多軸聯(lián)動(dòng)精度分配方法。建立了龍門(mén)加工中心幾何誤差整機(jī)-部件-零件-結(jié)構(gòu)的精度正向遞推分配、精度保持薄弱結(jié)構(gòu)-零件-局部動(dòng)件-整機(jī)的精度逆向修正補(bǔ)償方法，提升了龍門(mén)加工中心大行程工況加工精度要求，X/Y/Z軸行程定位精度由0.08/0.06/0.05mm提高到0.03/0.02/0.015mm，整機(jī)幾何精度達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家同類(lèi)產(chǎn)品Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 （3）發(fā)明了龍門(mén)加工中心運(yùn)動(dòng)部件爬行特征判定方法。建立了基于動(dòng)梯度粘滑特性的動(dòng)件爬行特征判定方法，揭示了大慣量動(dòng)件重載負(fù)荷低速摩擦副防爬機(jī)理，提升了重載低速大范圍的靜壓導(dǎo)軌低摩擦副高精度控制性能，加工工件表面粗糙度從Ra0.4提升至Ra0.2，轉(zhuǎn)臺(tái)平面跳動(dòng)由0.02mm提高到0.01mm，轉(zhuǎn)臺(tái)熱浮升變形由0.2mm提高到0.05mm。 研制了行業(yè)首創(chuàng)的龍門(mén)加工中心設(shè)計(jì)制造工具集，在國(guó)家重大工程的關(guān)鍵部件精密加工中得到成功應(yīng)用，并推廣應(yīng)用到國(guó)家重點(diǎn)機(jī)床企業(yè)的高端加工中心設(shè)計(jì)研發(fā)中。項(xiàng)目突破了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)龍門(mén)加工中心技術(shù)封鎖，研發(fā)的機(jī)床產(chǎn)品成功替代進(jìn)口，對(duì)提高我國(guó)重大精密裝備國(guó)產(chǎn)化率與自主創(chuàng)新能力等起到了重要作用。