国内自动化设备的升级创新

在即将开幕的CIMT2021（第十七届中国国际机床展览会）期间，主办方在E3馆连廊设立“院校之窗”展区，清华大学、天津大学、大连理工大学、南京理工大学、大连工业大学在此展示其最新科技成果，大多成果获得过国家或省级科技奖，包括中国机械工业科技进步奖、国家技术发明奖等。这些获奖技术或攻克了关键技术瓶颈，或打破了国外垄断局面，同时具有很强的实用性，广泛应用于航空航天、汽车、能源等重要领域，充分体现了产学研合作的优势。



一、清华大学

　　1.高精轧辊系统高效智能制造关键技术

　　该项目研制了高速重载精密轧辊磨床并实现产业化应用，提高了重载工况下的磨削速度和磨削精度；开发了轧辊磨削专用超硬砂轮及匹配工艺，提高了磨削效率，降低了成本；实现了基于生产数据驱动与启发式规则的智能决策，产线运行效率大大提高，能耗节约，排放降低。获2020年度中国机械工业科学技术奖（科技进步类）一等奖。



　　2.五轴混联数控机床研究及应用

　　基于新型并联主轴头的五轴联动混联机床，突破了构型优化、铰链研制、误差标定、专用数控系统研发等关键问题。该机床可满足先进航空制造技术的发展需求。



　　3.机器人装备研发与应用

　　该项目融合串联机构、并联机构、柔性机构的优势，研发了一系列具有自主知识产权的机器人装备，突破了构型设计、运动控制、性能优化等关键技术，满足了我国航空、航天、汽车、机床、物流等重点领域的发展需求。成果有航空风动天平校准机器人，航天大部件、飞机机翼、汽车覆盖件喷涂机器人等。



　　

二、天津大学

　　1.混联机构加工机器人关键技术与装备

　　该项目对标国际先进技术水平，解决大型构件现场高效、高精度加工的技术难题，突破了混联机器人设计制造、运动控制、系统集成等核心技术，研制出速度90m/min、加速度2g、达到机床精度的高性能混联机器人产品，形成支持大型构件混联机器人现场加工的成套测控技术。



　　2.多通道六轴联动智能数控技术

　　采用旋转轴协同插补的六轴联动技术与多通道总线架构，实现五轴/六轴联动控制，解决复杂应用场景下的多机实时动态智能协作控制问题，实现了2-6轴联动全系列数控系统产业化拓展。技术成果已应用到100多家单位。

　　3.精密卧式加工中心正向设计方法与测试评价技术

　　采用新设计思路和方法，从工件精度及机床末端刚度出发，形成基于工件加工精度的机床精度正向设计方法，基于末端静刚度约束的机床零部件静刚度设计方法，以及面向全生命周期的热主动管理技术。实现了国产卧加精度达到3μm的技术跨越，技术成果已应用在精密卧加主机企业。

　　4.系列剐齿刀具



　　系列刀具具有高效率、高精度、恒精度、切削性能好、免修型等优点，包括渐开线齿剐齿刀、圆弧齿剐齿刀、摆线齿剐齿刀，以及异形齿剐齿刀。

　　

三、大连理工大学

　　1.先进碳纤维复合材料加工技术研究成果

　　该项目研制开发了高性能树脂基复合材料复杂曲面零件自动化铺叠技术与装备，复合材料三维结构自动化成形设备，复合材料加工刀具，以及超声辅助加工设备。为航空、航天、汽车等领域复合材料构件自动化制造提供了有力支撑。该成果获2018年度中国机械工业科学技术奖（科技进步类）一等奖。



　　2.高效磨粒流抛光加工技术研究成果

　　其原理是基于“应变硬化”微切削作用的粘弹性流体磨料介质在工件表面往复或旋转运动，对工件材料微量去除，实现对工件的精准抛光、去毛刺和倒棱等作业。用于刀具的精密高效钝化抛光、各类零件表面的高效抛光等。具有加工可达性、过程可控性、介质稳定性、生产适配性、表面完整性的特点。



　　3.难加工材料超声辅助加工装备及激光精密高效加工技术与装备

　　主要技术成果有超声辅助加工系统、五轴联动激光数控机床、超硬刀具等，成为航天、航空领域难加工材料应用的急需技术装备。

　　

四、南京理工大学

　　1.滚动功能部件可靠性测评成套试验方法和装备及研磨改性提升技术

　　采用“攻克可控加载技术→发明可靠性成套测试装备→提出小子样加速试验方法→实测额定动/静载荷→建立可靠性测评和增长体系→发明丝杠研磨改性工艺及装备”的技术路线，解决了滚动功能部件可靠性测评装备和方法严重缺失的难题，持续提升丝杠副和导轨副产品的可靠性。



　　2.内/外滚道综合精度非接触测量方法和装备

　　内/外滚道型面精度与动态行程误差是影响滚动功能部件传动精度最核心的性能指标。采用“光幕传感/三角激光/光谱共焦”等多种非接触式测量原理，研发成功丝杠/螺母/导轨/滑块内外滚道型面测量装备，实现型面高精测量。



　　3.特殊工况条件下滚动功能部件性能测试、可靠性寿命分析与产品设计研发

　　该成果解决了丝杠副高过载工况下低周疲劳寿命计算难题；解决了高辐射高温水润滑弱支撑条件下的滚珠丝杠副高可靠性设计难题；产品应用于航空、航天、军工、机器人等行业。



　　4.智能滚动功能部件

　　应用研究成果，集成机械设计、传感器、故障诊断等技术，设计研发出滚珠丝杠副、滚动直线导轨副，具有预紧力、振动、温升、负载监控功能。

　　

五、大连工业大学

　　基于数字孪生的工业互联网平台，让用户在三维可视化环境中，看到实际的厂区环境、生产工艺流程、设备运行状况，实现制造全流程的数字化管控：三维可视化的生产管理、全方位一体化的数据分析和展示、产品及生产过程的仿真优化、新产品的数字营销及产品远程运维。主要包括：

　　（1）数字孪生智能管理：场景监管、透明化生产、即时分析反馈、多系统协同制造。

　　（2）数字孪生设备监控：全流程监控生产执行、设备状态、人员信息、仓储及物料流转、质量事件。

　　（3）多维度一体化数据分析：多维度、可视化数据分析，帮助企业全方位感知数据、挖掘数据价值。

　　（4）生产仿真系统：设备工艺仿真、产线优化仿真、生产模拟仿真、管理协同仿真。

　　（5）数字化产品营销：基于产品的数字模型，了解产品结构，体验工艺流程、生产场景；产品产能预测。



　　CIMT2021院校之窗展区为企业、院校、研究机构紧密合作、互利共赢建立了交流沟通渠道，我们希望通过院校之窗展区推广先进技术和科技成果，助推企业转型升级，取得更大的社会效益和经济效益。欢迎广大观众前往交流洽谈。