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科研机构

智能制造与控制技术研究所

发布时间:2020年03月09日 23:52    作者:    来源:    点击率:

研究所概况

智能制造与控制技术研究所是山西省“1331工程”优势特色学科——太原科技大学机械工程学科的重要组成部分。研究所以企业应用为核心,围绕智能制造装备技术开展深入研究,与国内外多家企业开展产学研合作,研究所目前主要围绕智能制造与质量控制关键技术、高性能液压元件设计开发与机电系统智能集成技术以及机器人系统工程与控制技术三个主要方向开展科学研究、研究生培养以及产学研合作。

2017年以山西省重点学科机械设计及理论为依托,以为机械电子工程专业、机器人工程专业、机械设计制造及其自动化(机械制造方向、液压方向)四个专业方向为基础成立了智能制造与控制技术研究所。研究所成立以来,以“1331工程”优势特色学科建设任务为导向,积极与大型骨干企业和研究院所以及大学开展“产学研”合作。

研究所现有科研人员36人,其中教授10人,副教授17人,博士生导师4人,硕士生导师19人,在读研究生120余人。

研究所承担并完成了国家重大科技攻关项目、国家科技重大专项、国家自然科学基金等国家级项目21项,省部级科研项目50余项,获得省部级科技进步二等奖10余项,授权发明专利50余项,发表论文300余篇,年平均科研进款300余万元。

研究所研究方向及取得的业绩

1.智能制造与质量控制关键技术

该研究方向主要研究先进加工技术、机械性能优化设计、深冷处理技术、尺寸工程设计及制造业信息化技术。学科梯队成员承担各类科研课题总计60项,其中承担国家自然科学基金7项,省部级及其它各类攻关和横向项目20余项。在这些科研项目支持下,发表论文100余篇,出版专著4部,编著2部,授权发明20余项,软件著作权6项,获科研奖励3项,山西省研究生教育精品课1门、研究生教育优秀教材1部。本学科紧跟制造技术前沿,在高性能制造、机械制造装备设计及动态测试和质量控制方向等技术领域形成了多个具有特色的研究方向,经过多年的发展,这些研究方向已在各自领域形成了自己的优势特色。

2.高性能液压元件设计开发与机电系统智能集成

以高性能液压元件设计开发与机电系统智能集成为主攻方向,重点研究新型液压元件,液压系统故障诊断和可靠性评估,数字液压技术,大功率电液伺服控制系统。研发出了新型数字控制柱塞泵,应用不同的程序实现不同的变量控制方式,闭环控制系统,精度较高,CAN通信接口,可组网、可编程功能存储示波功能。研发了新型低噪音、长寿命径向柱塞泵和静液压变矩器。通过建立阀控液压缸系统的压力和位置双向精确控制方程,求解得到了运动机构电液伺服控制系统的数学模型,实现了重载荷、大行程及强冲击条件下多个液压缸同步或协调运动的精确控制,解决了多个液压缸重载推出和回退运动过程中速度与压力误差大的难题。该研究方向已获得30余项发明专利,获得省部级奖励2项,获的国家重点研发计划、山西省重大专项等经费支持10余项。

3.机器人系统工程与控制技术

本方向主要围绕工业机器人以及机器人系统集成技术、物流输送控制技术、种行业机器人、机电系统控制及自动化等机电液一体化关键技术开展研究。特别结合山西地方经济特色,面向煤炭企业,以煤矿机电液智能装备为研究对象,研究煤矿生产装备机械化、自动化、信息化和智慧化中的关键技术问题,紧扣煤炭行业智能化的需求,主要开展了矿井通风智能调控装备、矿井巷道多参数监测机器人、矿井运输机车无人驾驶装备、架空乘人装置无线急停闭锁装置和煤矿装备安全生产过程自动控制技术与装备等方面的研究,申报10多项国家发明专利,并与煤矿企业合作得到现场推广应用。

同时研发新型过盈联接设计技术和无键联接强度校核方法,解决了传统设计校核方法精度低的难题。构建“基础理论-试验研究-技术开发-产品研制-推广应用”一体化的无键联接现代设计体系,实现无键联接产品的系列化设计,完成了设计-校核-可靠性评估的有效集成。提供优质的传动技术方案,结构尺寸、安装方式均与国外产品通用,技术指标、技术性能满足国内外主机配套设备的使用要求,免维护、互换性好,实现国产化替代进口。获国家专利20余项,软件著作权6项;专著2部,发表高水平学术论文30余篇,制定国家标准1项。项目技术为企业提供重要的理论与技术支持,帮助企业创造了可观的经济效益和显著的社会效益。

可进行合作研究或推广转化的技术成果

1)深冷处理关键设备

深冷处理关键设备是用于将被处理材料或工件置于特定的、可控温度的深冷工作室中,通过不同速率和温度的变化,促使材料的微观组织结构产生变化,从而达到提高或改善材料性能的一种设备。在宏观上表现为材料表面硬度值、冲击韧性等均有所改善,微观组织内部经过深冷处理后析出大量细小、弥散的碳化物,提高了材料的耐磨性和尺寸稳定性等。

2)综采工作面液压支架旋转调向回撤关键工艺装备

液压支架旋转调向回撤装备及工艺主要用于工作面液压支架的回撤工作,通过三组液压缸协同作用,完成工作面液压支架的撤出、转向工作。并且装置可自移,牵引力大,撤除过程减少了绞车使用次数,操作过程简单可靠,缩短了工人在非支护区域工作时间,取代了传统工人通过搬运液压支柱、绞车位置进行撤除的工艺,劳动强度低,极大提高工作效率的同时取代风险操作工艺,安全性能大大提高,申请国家发明专利两项。

3)矿井风量自适应智能调控装备及关键技术

矿井风量自适应智能调控装备及关键技术的研究项目,创新性地提出将矿井通风分析与决策系统、智能局部通风成套装备、主通风机在线监测及故障诊断系统、主要控风区域的风流远程调度与控制系统、信息采集系统组合成为一个完整的矿井通风监测与智能控制系统,从而实现全矿井通风实时监测与智能调节,对矿井通风系统进行自动调控,达到按需供风,对矿井通风区域的风流实施远程调度与监控,申请两项发明专利。

4油膜轴承状态监控与风力发电机传动系统优化设计

自主研制了声光电液气一体化智能大型综合轴承试验台,通过集成安装温度、流量、压力传感器以及油液质量监测仪等数据采集设备,可以实现对油膜轴承运行状况以及各项参数的全方位实时监测和远程监控。

5)高性能液压元件与电液控制系统

开发的新型液压泵、液压耦合器具有噪音小、容积效率高、性能稳定等特点,研发的电液系统已成功解决全液压矫直机、剪切机、轧机等重载大流量多缸高精度协同控制要求,并拥有自主知识产权。

新型静液压耦合器                                            快速锻造机

6)回转类刀具电解钝化机

刀具钝化的主要目的是去除刃口毛刺等缺陷,使钝化后的刀具呈现出圆弧形的刃口。本设备是通过电解抛光基本原理实现,通过控制正负电极间的电量,精确控制刃口钝圆半径的形成,设备成功应用于各种刀具的刃口处理,有效提高刀具的切削性能和寿命,拥有自主知识产权。

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