数字化装配

        大型薄壁结构产品尺寸巨大、变形复杂,制造装配相对精度要求极高,智能化、自动化操作难度很大,既是极端制造的前沿,也是智能制造的痛点。薄板结构制造研究所数字化装配团队,起步于国家重点研发计划(973计划)项目,面向重型火箭、飞机航发、大型船舶等国之重器,致力于运用数字封样理论和数字孪生方法创新大型薄板结构的装配工艺、运用机器人学理论和智能化技术创建大型部件的自动化装备。在研究所领导的带领下,团队先后主持了国家973计划项目、智能制造专项、国家重大专项、国家重点研发计划变革性专项等多项国家级课题,在并联机器人装备的标定理论、曲面面差匹配方法等方面取得国际先进水平的理论成果,研发的新型装配工艺和自动化装备在汽车、航空、航天、高铁、船舶制造中得到了实际应用,为我国大型薄壁产品的智能制造做出了突出贡献。


        团队构成:

        现有教授3名、副研究员1名、博士后1名,包括国家万人领军1人、优青1人。


        科研成果:

        在IEEE_TRO、ASME_JMR、MMT、COMPOS STRUCT等国际权威期刊上发表了一系列论文,获国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖2项。研发的大部件自动化对接装备,在CZ-5型运载火箭自动化总装、航空发动机低压轴自动装配、船舶巨型总段自动对接中得到应用,其中“船舶巨型总段智能对接技术与装备”入选上海交通大学2021年度“十大科技进展”。开发的薄板结构制造偏差分析与公差设计软件,在汽车、运载火箭贮箱、箱间段等薄板结构装配偏差传递规律研究中得到了应用。开发的车身总拼柔性混线工艺仿真与优化系统在一汽模具等企业得到应用,开发的人机交互力控装配机器人系统在卫星装配中得到应用。


        人才培养:

        累计培养硕博研究生100余人,研究生获中国机械工程学会上银优秀机械博士论文佳作奖、国际并联机构/机器人学术会议“大会最佳论文奖”、机械工程全国博士生学术论坛“最佳报告奖”、校优秀硕士论文、上海市优秀毕业生、国家奖学金等荣誉,本科生毕业设计“水下仿生机器鱼的设计与研究”获2021届校企合作毕设项目展“优秀设计”一等奖,博士后入选国家留学基金委“未来科学家计划”等。


        实验条件:
        团队拥有大型薄板结构高精高效自动装配装备和装配数字化工艺软件系统,包括:自主研发的并联平台型定位器,四塔式定位器,四点支撑型移动定位器等多种大部件自动调姿定位装备、激光跟踪仪、基于TRIO和西门子控制器开发的自动化装配技术系统、自主开发的柔性薄板结构设计与制造偏差传递软件系统、航天薄板产品呢容差分配设计软件、白车身总拼工位工艺仿真与优化系统等。

  • 汽车车身装配工艺数字化设计
    研究汽车车身设计阶段装配偏差预测分析与控制理论及技术,包括:薄板多工位装配偏差流建模方法、车身尺寸工程分析与综合、车身数字化封样与匹配优化、车身装配夹具与工艺规划等。
  • 航空、航天产品薄板结构装配工艺规划与装备设计
    研究航空航天产品超大薄板结构柔性装配偏差场精确计算与传递规律,包括:超大薄板结构装夹变形精确计算方法、超大薄板多工序装配焊接偏差传递分析、航天薄板结构装配数字化封样、航天产品自动对接测控装一体化装备。
  • 船舶分段制造精度管控技术
    研究面向智能制造的精度管控技术,包括:建造过程中焊接变形量动态管控技术、分段精度智能挂空指标体系、数据驱动的制造精度智能评价与误差源诊断技术、船舶分段制造精度智能管控系统开发与应用。
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