高性能数字制造装备的基础研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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高性能数字制造装备的基础研究

项目名称：高性能数字制造装备的基础研究
项目类别：创新研究群体科学基金
批准号：51121002
申请代码：E051001
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2014-12-31

项目负责人：邵新宇
负责人职称：教授
依托单位：华中科技大学
批准年度：2011

中文摘要：

本群体依托数字制造装备与技术国家重点实验室，长期围绕高性能数字制造装备的基本科学问题和关键技术开展应用基础研究，先后主持了国家自然科学基金重大和重点项目、973项目、863重点项目等一批国家级科研项目，在多维旋量空间定量表示与几何推理、装备结构动力学特性及精密运动控制、工艺约束耦合及精密加工误差补偿等方面取得重要创新成果。研究成果在高档数控机床、IC 制造装备、汽车制造装备等领域得到成功应用，获国家科技进步二等奖4 项，出版著作5部，发表SCI 论文291篇，SCI他引506次，授权发明专利60项。群体骨干成员包括国家杰出青年基金获得者4人、长江学者特聘教授6人、中国科学院院士1人、中国工程院院士1人。群体力争在高性能数字制造装备的建模、控制、优化等基础研究方面取得一批源头创新成果，确立在国际该研究领域的重要学术地位。

中文主题词：多轴数控机床；超精密运动机构；电子制造；多工序耦合机理；工艺参数优化

英文摘要：

multi-axis NC machine tool；ultra-precision motion；electronics manufacturing；multi-process coupling mechanism；optimization of process parameters

英文主题词： multi-axis NC machine tool；ultra-precision motion；electronics manufacturing；multi-process coupling mechanism；optimization of process parameters

结论摘要：

本研究群体围绕“高性能数字制造装备的基础研究”开展了系统深入的研究工作，立足基础研究，以实现高端制造装备“高速、高精、高可靠”的性能为目标，在多轴数控机床动态特性分析与控制品质优化、超精密运动机构中的微振动机理及其抑制、加工过程多场作用机理与性能预测和多工序耦合机理与工艺参数优化等方面取得重要创新成果。围绕多轴数控机床动态特性分析与控制品质优化，提出了运行状态下数控机床结构动态特性参数辨识自激励新方法，提出了基于输出调节主动控制的智能主轴技术，建立了基于驱动电流的切削力和颤振监测新方法，在航空高温合金整体叶轮、起落架等复杂零件高效、精密加工中得到成功应用。围绕超精密运动机构中的微振动机理及其抑制，提出了空气弹簧并联磁负刚度机构的隔振新构型，以及基于速度反馈和地基前馈补偿的振动控制等新方法，形成的纳米精度多自由度运动系统关键技术成功应用于我国首台100nm步进扫描投影光刻机和高端封装光刻机。围绕加工过程多场作用机理与性能预测，提出电流体打印工艺，研究复杂工况下多物理因素耦合作用对几何形貌和表面质量的影响机理，通过工艺参数实现直写微纳纤维结构的形貌控制，开发了系列化的RFID标签封装装备和全喷印图案化装备，先后成功应用于中山达华、南通富士通、华工图像、三一重工等行业龙头企业。围绕多工序耦合机理与工艺参数优化，揭示了静态、不同再调度周期下车间调度问题各优化指标的差异，提出了基于多目标教与学优化算法的切削参数能量优化问题求解方法，探究了激光钎焊、不等厚板曲线切割-拼焊一体化工艺等新工艺，揭示了加工过程材料蚀除机理，与东莞工研院、九洲数控机床等合作，研发了线切割机床、数控曲轴磨床、激光切割与焊接系列化装备。项目执行到目前为止，发表和录用论文124篇，其中97篇SCI，16篇EI；在审论文36篇；申请发明专利52件，软件著作权16项。相关成果获得国家自然科学二等奖1项，国家技术发明二等奖2项，国家科技进步二等奖1项；湖北省科技进步特等奖1项（2014年度1项，待公示），湖北省自然科学一等奖1项，湖北省技术发明一等奖2项（2014年度1项，待公示），湖北省科技进步一等奖1项；教育部自然科学一等奖1项；中国机械工业科技进步一等奖1项（2014年度1项，待公示）。新增中国科学院院士1名、科技部中青年科技创新领军人才1名、中组部拔尖人才计划1名、国家自然科学基金委员会优青3名。

成果综合统计