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一種基于工藝系統(tǒng)剛度特性的多軸數(shù)控加工刀具運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，通過(guò)雅克比矩陣法和有限元法建立多軸數(shù)控裝備工藝系統(tǒng)綜合剛度場(chǎng)模型，根據(jù)剛度場(chǎng)模型建立三維空間力橢球，在復(fù)雜曲面任一控制點(diǎn)以沿進(jìn)刀方向?qū)?yīng)的力橢球軸長(zhǎng)作為剛度性能指標(biāo)，根據(jù)所有控制點(diǎn)的剛度性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀方向優(yōu)化，在任一控制點(diǎn)以與刀具姿態(tài)對(duì)應(yīng)的力橢球最短軸軸長(zhǎng)作為剛度性能指標(biāo)，根據(jù)所有控制點(diǎn)的剛度性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)刀具姿態(tài)優(yōu)化。本發(fā)明彌補(bǔ)了現(xiàn)有多軸加工運(yùn)動(dòng)規(guī)劃僅考慮幾何約束條件的不足之處，可實(shí)現(xiàn)基于多軸數(shù)控裝備工藝系統(tǒng)綜合剛度特性和幾何約束條件的多軸加

本成果提出了一種新型的移動(dòng)式磨拋加工機(jī)器人方案，實(shí)現(xiàn)了具有高轉(zhuǎn)動(dòng)輸出特性的并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)與尺寸參數(shù)優(yōu)化，建立了機(jī)器人整機(jī)高剛度高能效設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了高能量密度關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)單元，搭建了開放式機(jī)器人控制系統(tǒng)并研制了移動(dòng)式混聯(lián)磨拋機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)，攻克了機(jī)器人精度保證難題并實(shí)現(xiàn)了末端執(zhí)行器的準(zhǔn)確定位。 項(xiàng)目研究了曲面自適應(yīng)的主被動(dòng)耦合柔性磨拋法蘭，建立材料去除模型以研究進(jìn)給速度與接觸力同步耦合規(guī)劃方法、開發(fā)了面向大型風(fēng)電葉片磨拋加工余量檢測(cè)的原位視覺測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)行了面向大型風(fēng)電葉片磨拋的原位視覺測(cè)量-余量補(bǔ)償-力控加工的自適應(yīng)打磨與驗(yàn)證，為大型風(fēng)電葉片力控磨拋工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)手段。 并且項(xiàng)目研制基于玻璃鋼葉片高光反射表面三維激光掃描測(cè)頭，構(gòu)建了面向超大葉片的多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)作型激光三維測(cè)量系統(tǒng)，并完成了大型風(fēng)電葉片測(cè)量軟件的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電葉片高精度定位以及健壯、高效高精的多機(jī)器人協(xié)作測(cè)量與葉型分析。 【技術(shù)指標(biāo)】 【市場(chǎng)前景】 目前機(jī)器人打磨技術(shù)在汽車零部件、五金衛(wèi)浴、3C電子、工業(yè)零件、醫(yī)療器械、航空航天和軌道交通等行業(yè)已經(jīng)有較為成熟的應(yīng)用。但相對(duì)焊接、噴涂、搬運(yùn)碼垛等機(jī)器人應(yīng)用來(lái)說(shuō)，打磨應(yīng)用規(guī)模還比較小，隨著人口紅利的消失、產(chǎn)品成本降低和產(chǎn)品質(zhì)量提高的要求，這一細(xì)分領(lǐng)域也蘊(yùn)涵著巨大的發(fā)展?jié)摿Α＝鼛啄辏覈?guó)打磨機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)，從2012年的15.58億元增長(zhǎng)到了2022年的96.1億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到18%，未來(lái)隨著勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)的改變及智能制造的發(fā)展仍有開拓增長(zhǎng)空間。

（專利號(hào)：ZL 201410380111.X） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開一種加工點(diǎn)外局部加熱板料的漸進(jìn)成形方法，屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法首先改進(jìn)現(xiàn)有數(shù)控成形機(jī)床的夾具，擴(kuò)大非加工區(qū)領(lǐng)域，并同時(shí)把非加工區(qū)領(lǐng)域劃分為壓緊區(qū)和加熱區(qū)；在數(shù)控成形機(jī)床中設(shè)置二套環(huán)狀加熱裝置，根據(jù)板料成形參數(shù)的要求，完成成形板料成形所需的NC代碼并輸入數(shù)控成形機(jī)床；然后根據(jù)漸進(jìn)成形加工進(jìn)度，按比例先后接通以及關(guān)閉加熱塊電源，對(duì)加工點(diǎn)外非加工區(qū)板料進(jìn)行加熱，使

本發(fā)明公開了基于幾何誤差補(bǔ)償和測(cè)距調(diào)整提高車床加工精度 的方法。通過(guò)激光干涉儀對(duì)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，得出導(dǎo)軌在 Z 軸 的直線度和 X 軸的定位誤差;由激光位移傳感器測(cè)量刀具和被加工軸 的距離，再通過(guò)誤差辨識(shí)算法來(lái)計(jì)算真實(shí)的平行度誤差;通過(guò)誤差補(bǔ) 償和調(diào)整的方法減小各誤差項(xiàng)。本方法由誤差辨識(shí)算法來(lái)計(jì)算刀具相 對(duì)工件軸的平行度誤差，通過(guò)激光位移傳感器和激光干涉儀測(cè)得的各 項(xiàng)誤差，并進(jìn)行誤差補(bǔ)償和調(diào)整的方法來(lái)提高精度，具有精度高，加工效率高等優(yōu)點(diǎn)。

本成果以最易受真菌毒素侵襲的大宗糧食品種為原料，以糧食在收儲(chǔ)加工等過(guò)程為時(shí)機(jī)，研發(fā)以在線方式消減真菌毒素的系統(tǒng)技術(shù)體系和工業(yè)應(yīng)用的成套工程裝備，實(shí)現(xiàn)糧食資源利用最大化，服務(wù)于國(guó)家糧食安全。 成果的技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性與先進(jìn)性 真菌毒素污染糧食刷光結(jié)果表明，超標(biāo) 3 倍以內(nèi)的試驗(yàn)原料的真菌毒素消減了 70%~80%；超標(biāo) 3~5 倍以內(nèi)的試驗(yàn)原料的真菌毒素消減了 80%以上。臭氧脫毒結(jié)果表明，120 min 內(nèi)超標(biāo) 3 倍以內(nèi)的試驗(yàn)原料的真菌毒素消減了75%以上。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 針對(duì)制約我國(guó)機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、增壓器葉輪等為研究對(duì)象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國(guó)內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。 技術(shù)指標(biāo) (1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和遺傳算法的多特征測(cè)量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量技術(shù)、BP 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智能測(cè)量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問(wèn)題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù)尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼顧了光順的整體性和局部性。 (3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對(duì)多分辨光順尺度無(wú)法確定，光順效果評(píng)判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問(wèn)題的多分辨光順精度控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì)分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對(duì)評(píng)判結(jié)果的影響。 (4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對(duì) CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、無(wú)干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。 效益分析 項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測(cè)量精度提高了 1 個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量效率提高了3倍以上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度可達(dá)μm 級(jí)。項(xiàng)目成果在無(wú)錫透平葉片有限公司、無(wú)錫壓縮機(jī)股份有限公司和無(wú)錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應(yīng)用情況 本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)效益。

蜆類是一種雙殼類軟體動(dòng)物，其肉味鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。又因其有通乳、明 目、去濕毒等功效，可為中藥藥材。目前，除鮮食外，我國(guó)對(duì)蜆類產(chǎn)品的開發(fā)利用主要以鮮凍產(chǎn)品和干貨產(chǎn)品為主，深加工領(lǐng)域并不很成熟，存在較大發(fā)展空間。該技術(shù)是以蜆類水產(chǎn)品為資源，開發(fā)天然調(diào)味核心基料。基于生物酶解與熱反應(yīng)等系列技術(shù)，制備富含風(fēng)味增強(qiáng)肽的高檔湖鮮調(diào)味產(chǎn)品，在去腥的同時(shí)保留 鮮味，有效提升食品的湖鮮特征香氣和醇厚感。 該產(chǎn)品具有十分廣闊的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于方便食品調(diào)料包、湯包、火腿腸、 罐頭等多種產(chǎn)品。目前，湖鮮味調(diào)味食品主要以魚、蝦、蟹等為原料，蜆類風(fēng)味較為少見。江蘇戚伍水產(chǎn)發(fā)展股份有限公司，建有 10 萬(wàn)畝高郵湖野生水產(chǎn)品基 地，具有豐富的蜆類資源；擁有功能齊全、配套完善的萬(wàn)噸級(jí)冷鏈物流中心，為 實(shí)現(xiàn)天然湖鮮調(diào)味食品的產(chǎn)業(yè)化提供了有力保障。 本技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)施是提升調(diào)味食品安全和品質(zhì)的重大突破，可提高水產(chǎn)副產(chǎn) 品的附加值，大大縮短我國(guó)調(diào)味品產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，提升我國(guó)食品企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和出口創(chuàng)匯能力。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 針對(duì)制約我國(guó)機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、增壓器葉輪等為研究對(duì)象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國(guó)內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。 技術(shù)指標(biāo) (1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和遺傳算法的多特征測(cè)量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量技術(shù)、BP 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智能測(cè)量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問(wèn)題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù)尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼顧了光順的整體性和局部性。 (3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對(duì)多分辨光順尺度無(wú)法確定，光順效果評(píng)判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問(wèn)題的多分辨光順精度控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì)分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對(duì)評(píng)判結(jié)果的影響。 (4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對(duì) CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、無(wú)干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。 效益分析 項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測(cè)量精度提高了 1 個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量效率提高了 3 倍以上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度可達(dá)μm 級(jí)。項(xiàng)目成果在無(wú)錫透平葉片有限公司、無(wú)錫壓縮機(jī)股份有限公司和無(wú)錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應(yīng)用情況 本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)效益。

本項(xiàng)目獲 2019 年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng) 淀粉加工用酶是食品工業(yè)用量最大的酶制劑。目前我國(guó)淀粉加工關(guān)鍵酶制劑匱乏或被國(guó)外壟斷，導(dǎo)致一些淀粉加工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)勢(shì)不足，因此亟需開發(fā) 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的酶制劑，構(gòu)建淀粉加工關(guān)鍵酶共性技術(shù)的研發(fā)體系。 

北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料研究室研制開發(fā)的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫(yī)用生物材料，可用于人關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)或替代。本項(xiàng)目成果屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，其應(yīng)用和推廣不但會(huì)產(chǎn)生100萬(wàn)元／年的經(jīng)濟(jì)效益，而且能帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。利用反復(fù)冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結(jié)晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來(lái)，這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過(guò)三次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（共19個(gè)月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產(chǎn)生任何炎性反應(yīng)和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國(guó)藥品生物制品檢定所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行PVAHE生物學(xué)評(píng)價(jià)并通過(guò)產(chǎn)品注冊(cè)檢測(cè)。目前，已達(dá)到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來(lái)，本項(xiàng)目的研究和研制開發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金（3962006）、國(guó)家自然科學(xué)基金（59775038）和北京市科技項(xiàng)目合同（954020400）資助下歷時(shí)5年完成的。多年實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產(chǎn)業(yè)化前景的醫(yī)用表面修復(fù)材料，它具有以下特點(diǎn)：（1）潤(rùn)滑性能良好（摩擦系數(shù)0.05，磨損系數(shù)小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強(qiáng)度高（壓縮模量14MPa，壓縮強(qiáng)度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強(qiáng)度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結(jié)構(gòu)和性能非常接近于人關(guān)節(jié)軟骨，其主要用途是在矯形外科手術(shù)中用于修復(fù)或替代關(guān)節(jié)軟骨。典型產(chǎn)品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。