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大型水动力装备在位机器人加工关键技术及其应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-07-11 14:29:26

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-07-11 14:29:26

本成果从受限空间高精加工轨迹规划、多阶模态高效加工过程控制、人机协同敏捷加工工艺装备三个方面开展研究,提出了机器人“加工刚度-力致误差”评价指标,发明了基于排斥势场的轨迹规划方法,研发了机器人加工多约束规划、视觉跟踪测量与误差在线补偿等软硬件模块,提出了“颤振稳定性-切触面积”高效加工优化新方法,研发了加工余量、切削负载自适应调控系统,提出了“操作经验知识迁移-知识驱动可制造性分析”工艺规划新技术,发明了国际首台(套)大型水动力装备在位机器人加工可重构装备,研发了大型水动力装备机器人化全流程加工产线,实现多种水轮机转轮和推进器叶片加工效率提升30%以上,水轮机局部加工精度最高可达±0.1mm。

现有的方式主要为“数控加工”和人工打磨的方式,“数控加工”存在结构与位置形式固定、加工覆盖区域有限、可达性低等问题;“人工加工”虽具备灵活性,但存在劳动强度大、工作环境恶劣、加工精度一致性差等问题。机器人在位加工具有大行程、高柔性和快响应等优点,可有效解决现有大型水动力装备“数控加工”和“人工加工”存在的受限空间复杂曲面加工区域小、柔性差、响应慢和精度一致性差等问题。

由于大型结构件的数控机床加工成本高、占用地方大,难以迅速提高产能,因此机器人加工具有成本低、灵活、工作空间大的优势,是大型结构件的有效加工手段。预计潜在的市场规模可在5-10亿内。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

应用于长江电力三峡和葛洲坝电站的水轮机转轮在位铣磨修复加工,应用于镇江同舟螺旋桨公司的大型舰船用螺旋桨叶片铣削加工。机器人在位加工具有大行程、高柔性和快响应等优点,可有效解决现有大型水动力装备“数控加工”和“人工加工”存在的受限空间复杂曲面加工区域小、柔性差、响应慢和精度一致性差等问题。

专利许可、专利转让、作价入股、技术开发、面谈等。