先进制造智能化技术教育部重点实验室研究方向
2022-10-25 11:38:25
1. 先进切削理论与制造过程智能化技术
(1)先进切削理论及加工控形、控性技术
以解决企业实际问题中发现的各类关键科学问题为契机,开展高效切削与刀具技术方面基础理论的创新工作,重点开展现代切削理论和新型高效刀具等方面的技术研发,形成了以科研为主体、产学研相结合的技术创新体系,进一步强化实验室在装备制造领域关键技术供给和成果转化支撑平台作用。
(2)切削刀具精准设计制造与评价技术
针对航空航天、能源等领域典型难加工材料的切削加工过程,重点开展高强度、高硬度材料高速切削用刀具设计制造技术、复合材料高品质切削刀具设计制造技术、超硬刀具设计制造技术、低应力切削刀具技术等航空航天精密刀具的研发,进而达到高效高品质切削技术的实现。结合所研制开发的重型刀具、数控刀具、超硬刀具、特种刀具及新槽型刀片等系列化刀具产品,完善切削刀具安全性设计技术、刀具产品的可靠性设计方法与切削性能评价体系。构建先进切削基础理论研究、技术创新、产品开发、成果转化、创新平台和先进切削加工及其智能化技术创新体系。
(3)智能化数控加工技术
继续开展五轴加工过程刀具切削运动姿态与切削运动轨迹求解方法研究,分析复杂零件工艺规划方法,最终实现多轴联动加工运动轨迹与切削参数的综合优化,建立航空航天典型零件多轴联动高速切削工艺优化参数数据库,继续将研究成果在合作企业推广应用。以国家大力发展智能制造为契机,继续深入开展开放式数控系统的研发,搭建具备“感知-决策-控制”多层级结构的智能化数控系统,重点攻克预测与感知数据融合下的切削加工全过程综合管控优化技术难题。基于大数据、切削工艺优化和信息共享技术,继续完善全寿命周期管控技术的研究,建立复杂刀具全生命周期智能管控等科技创新平台,实现切削过程中加工策略实时可靠性分析、智能补偿和切削加工大数据相结合的智能加工技术应用。
2. 机器人技术及医工融合智能化技术
(1)口腔机器人及其关键技术
针对目前口腔临床医学的迫切需求和瓶颈问题,面向口腔机器人应用中存在的交互及数字化诊疗需求,首次提出了考虑滑移翘曲和中性层移动的机器人正畸弓丝弯制的回弹补偿算法。分别建立了标准矫正弓丝数学模型和带尖牙外展弯和磨牙外展弯的矫正弓丝数学模型,提出基于有限点展成法和人手-机器人弯丝运动映射模型的正畸弓丝弯制成型规划算法。开发了口腔机器人可视化智能人机交互系列软件。突破了全口义齿精确抓取与定位技术,提升了排牙效率和精度。突破了复杂弓丝弯制成形工艺技术,实现了正畸弓丝的个性化表达,提高了机器人的弯制效率和精度。
(2)面向子植入与活组织检查的微创介入机器人研究
针对目前微创介入诊疗中面临迫切核心问题,面向前列腺和乳腺诊疗中的精准穿刺和人机交互需求,基于对机器人本体及末端执行器研制,穿刺针与软组织间力学关系、穿刺路径主动柔性控制、靶器官实时姿态感知以及混合现实人机交互控制等方向的深入研究,最终实现了面向前列腺疾病和乳腺癌的精准微创诊疗。
(3)植入式动压悬浮离心血泵研究
针对磁液耦合悬浮形式的第三代离心式血泵在实际应用中存在的临床并发症问题,就血泵转子悬浮稳定性及旋转驱动、血液动力学特性及血液相容性等关键问题进行了深入研究。优化了血泵永磁轴承、动压悬浮轴承及叶轮结构参数,开发了动压悬浮轴承刚度及阻尼计算软件。研究了血泵叶轮被动悬浮稳定性及磁悬浮电机驱动原理,设计了血泵电机无传感驱动算法及控制器,实现了血泵电机转速的自抗扰控制。
3. 高性能复杂件成型加工及智能化技术
(1)智能化铸造检测调控及汽车轻量化铸造技术
开展高性能铸铁件生产智能检测与调控技术研究,通过开发多参数综合评价蠕化孕育方法,尝试建立相应的智能评价模型,以期在蠕化孕育效果评价的准确性上获得显著提高。结合汽车、轨道交通等领域对高品质、高性能、高精度铸件的迫切需求,重点开展镁合金及镁基复合材料的智能化精密成型新技术研究及应用。致力于将不同特征的挤压铸造承力件轻量化结构、模具及工艺研究,开发承力件新产品,推广应用于高端车型。
(2)厚大断面球墨铸铁铸件制备基础理论和智能成形技术
继续与东安、哈飞、东轻等企业开展技术合作,在耐热高强镁铝合金、耐磨耐蚀铁合金、薄壁复杂件精密成型等方面取得突破,解决本省航空企业制造高性能轻合金挤压材中存在的生产效率和技术附加值均偏低、生产成本高且形状尺寸精度控制难度大等瓶颈提供技术保障。
(3)航天薄壁深腔轻体构件磁性智能介质成形技术
针对目前关于磁性介质成形理论工作的不完善性,继续深入开展磁性介质板材成形工艺方面的研究工作。深入探究磁场作用下磁性介质传递压力的衰减规律,预测磁性介质加压板材胀形件的构型变化趋势。
4. 高端装备设计及动力传动技术
(1)动力传动及装备智能设计
继续开展高速滚动轴承智能化设计及其全生命周期预测、大规模定制机电产品集成化设计的研发。研究高速电主轴及五轴直驱摆头自主设计制造技术、温度测点优化与热误差建模、电主轴智能热补偿及颤振抑制技术。并深入挖掘轴承原理数学模型,形成完备的自主创新体系,加速成果转化速度。
(2)复合材料高效成型装备设计及智能化技术
纤维缠绕增强树脂基复合材料是满足航空航天、国防、交通运输、工业等领域中轻量化、高性能应用需求的关键战略材料。为突破传统复合材料缠绕模式、成型工艺及装备无法有效提升工艺可行性、结构力学性能及成型效率的瓶颈问题,继续开展新型复合材料缠绕模式及其设计方法、稳定缠绕工艺技术和柔性制造装备关键技术的理论研究。
先进制造智能化技术教育部重点实验室-哈尔滨理工大学
Key Laboratory of Advanced Manufacturing and Intelligent Technology, Ministry of Education, Harbin University of Science and Technology, Harbin, 150080, P. R. China
地址:黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号
邮编:150080
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