國家CAD支撐軟體工程技術研究中心(佛山)

一、國家CAD支撐軟體工程技術研究中心(佛山)簡介
2015年12月,華中科技大學國家CAD支撐軟體工程技術研究中心與佛山智慧型裝備技術研究院簽訂戰略合作協定,設立國家CAD支撐軟體工程技術研究中心(佛山)作為合作平台,以充分發揮雙方優勢,加快科技創新與成果轉化,深度融入珠江西岸先進裝備產業帶建設和廣東省產業轉型升級。
華中科技大學國家CAD支撐軟體工程技術研究中心成立於1986年,是由國家科技部和教育部批准成立的企業信息化領域唯一的工程技術研究中心,也是國內研究、開發和推廣套用CAD/CAM技術的主要單位之一,建立了機械學碩士、博士學科點和博士後科研流動站;先後承擔國家863高科技項目、國家重點科技攻關項目等180餘項,在國內外重要刊物上發表論文800餘篇,出版專著20餘本,獲得國家級科技進步獎4項、省部級科技進步獎20餘項。
國家CAD支撐軟體工程技術研究中心(佛山)的總體定位是以智慧型裝備重大科技問題、產業重大需求為導向,重點突破智慧型裝備共性關鍵技術,同時結合區域重點產業需求開展套用研究,引領產業升級。近期重點是以工業機器人為主戰場,聚焦機器人設計、關鍵部件和集成套用等重點方向,突破其核心關鍵技術,促進國產機器人的規模化套用和產業發展。
二、國家CAD支撐軟體工程技術研究中心(佛山)產品和技術
(一)多領域物理系統統一建模與仿真技術
以複雜系統多領域統一建模及仿真理論為基礎,建立多領域約束融合的統一表示理論,開發了具有自主智慧財產權的集成化多領域物理系統混合建模與仿真平台InteMWorks,為支持產品創新設計的新一代CAD/CAE系統奠定了共性理論基礎,可為企業提供一套全新的產品創新工具及關鍵使能技術。該方向研究居亞太領先地位。
(二)虛擬功能樣機技術
功能樣機分析仿真以多體系統動力學為基礎,開發了具有自主智慧財產權的機械系統動力學分析仿真系統InteDYNA,實現了多剛體系統動力學求解器的突破,能夠進行多剛體系統的運動學和動力學分析,並在奇瑞轎車、東風載重汽車的整車性能分析仿真中獲得套用。
(三)集成化三維產品設計方法及平台技術
提出以幾何造型和圖形處理為基礎,以工程資料庫為核心,以最佳化設計為主體的集成化CAD體系,開發了集成化CAD軟體系統InteCAD,產品在全國6000多家企業得到套用,取得了巨大的經濟效益和社會效益。
率先在國內開展參數化特徵造型理論研究,開發了面向機械設計領域的三維產品設計系統InteSolid、計算機輔助工藝設計系統InteCAPP及計算機輔助製造系統InteCAM等系列商品化軟體,在機械、家電等多個行業得到廣泛套用。
(四)產品全生命周期管理及協同開發平台技術
在產品全生命周期管理及協同產品開發平台方面,開發了具有自主知識著作權的產品數據管理系統IntePDM,並已成功套用於江淮汽車、上海港機等國內上百家骨幹企業。
(五)現代設計理論及方法
在國內率先開展最佳化設計、智慧型設計及機械設計專家系統的研究與開發工作。近年來,運用現代設計方法學的思想,研究複雜技術系統的特徵和現代工程設計的要求,積極開展面向複雜產品全性能的多學科綜合最佳化方面的研究,從而實現複雜產品全系統、全過程和全性能設計仿真的綜合最佳化。
(六)高性能控制技術
在高性能控制技術方面,先後承擔完成國家重大科技專項子課題“工作檯超精密運動控制器研製”(6自由度控制、精度5納米)、國家863計畫項目“高速高精運動控制器技術研究”、國家科技攻關項目“多坐標曲面直接插補算法和系統研究”等10餘項國家級科研項目。研究成果“納米精度多自由度運動系統關鍵技術及其套用”獲國家技術發明二等獎、“華中I型數控系統”獲國家科技進步二等獎、“多足步行機器人運動規劃與控制的研究”獲中國高校自然科學獎二等獎、“運動誤差的計算機輔助實時測量與控制”獲教育部科技進步一等獎、“多坐標曲面的直接插補技術及套用”獲國家機械局科技進步二等獎。
三、國家CAD支撐軟體工程技術研究中心(佛山)實驗平台
機器人共性技術研究室
機器人共性技術研究室的主要任務目標包括以下幾個方面:
(1)工業機器人技術綜合創新:從工業機器人系統設計仿真最佳化、高性能控制模型算法和直驅半直驅技術路線等方面進行全方位突破,形成完整的全國產化高性價比工業機器人技術解決方案。
(2)設計技術創新:開發具有自主智慧財產權的基於多領域模型的工業機器人整機設計仿真最佳化軟體,實現工業機器人整機性能評估最佳化、控制器性能評估最佳化和控制代碼自動生成,有效提高產品設計質量與研發效率。
(3)控制技術創新:突破基於動力學的前饋精確控制、運動慣量與工作負載辨識及適應、結構柔性的顫振控制、最優加減速控制、非線性誤差補償等技術,實現工業機器人的高精度、高效率、高平穩性控制。
(4)套用技術創新:集成機器視覺等多方面技術,突破工業機器人智慧型編程技術,實現工業機器人的柔性高效優質套用。
(5)磨拋工藝研究實驗室
磨拋工藝研究實驗室是佛智院針對工業機器人套用與傳統打磨拋光行業過程存在的突出工藝問題和工藝技術瓶頸而設定的高新技術創新研究實驗室,實驗室建設和規劃依託廣東工業大學、華南理工大學等科研單位和人才資源,研究內容覆蓋國內汽車零部件、家電、五金、3C等工業領域,力爭快速打造國際一流、國內領先的創新研究實驗室。力爭在3年內達到國際先進水平,在5年內部分性能超越國際一流水平,具備自適應打磨、感知與補償、離線編程等關鍵技術,解決終端用戶遇到的技術、效益和成本壓力,最終實現批量推廣機器人打磨方案。
(6)噴塗工藝研究實驗室
噴塗工藝研究實驗室是佛智院針對工業機器人套用與傳統噴塗行業過程存在的突出工藝問題和技術瓶頸建立的高新技術創新研究實驗室,覆蓋汽車零部件、衛浴、陶瓷、家電等工業領域,實驗室建設和規劃依託廣東工業大學、佛山科技大學等科研單位技術和人才資源,力爭快速打造國際一流、國內領先的創新研究實驗室。力爭在3年內達到國際先進水平,在5年內部分性能超越國際一流水平,具備自適應噴塗、感知與補償、離線編程等關鍵技術,解決終端用戶遇到的技術、效益和成本壓力,最終實現批量推廣機器人噴塗方案。
(7)焊接工藝研究實驗室
焊接工藝研究實驗室是佛智院針對工業機器人套用與傳統焊接行業過程存在的突出工藝問題和技術瓶頸設定的高新技術創新研究實驗室,覆蓋國內航空航天、船舶、汽車零部件、家電等工業領域,實驗室建設和規劃依託廣東工業大學、華中科技大學等科研單位技術和人才資源,力爭快速打造國際一流、國內領先的創新研究實驗室。力爭在3年內達到國際先進水平,在5年內部分性能超越國際一流水平,具備自適應焊接、感知與補償、離線編程等關鍵技術,解決終端用戶遇到的技術、效益和成本壓力,最終實現批量推廣機器人焊接方案。

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