深圳先进运动控制技术与现代自动化装备重点实验室于2010年申请获批,2011年开始建设,依托于哈尔滨工业大学深圳研究生院,组建目的在于以先进运动控制技术与现代自动化装备的关键技术和基础理论为研究对象,以关键先进自动化装备、关键工艺为目标,科学研究与高层次人才培养相结合,开展现代自动化装备技术的基础性、原创性、系统性的研究。通过先进运动控制技术推动深圳市先进制造技术的发展,进而保证本是新兴产业的开发和原有工业技术的更新换代,使本市的制造业向着高效、节能、环保的方向快速推进。
实验室针对目前深圳市制造装备面临的困境,全力突破了以运动控制技术为基础核心的先进制造技术中的若干关键技术,在部分主要方向上形成了具有特色的理论、技术体系,申请国家发明专利(软件专利)15项,已授权12项,为提高我市乃至我国自动化装备制造业的技术水平及国际竞争力做出了贡献。结合我校控制理论与自动化技术的研究优势和深圳制造业的发展需求,积极申报国家各级重大科研任务,并联合企业推广技术研究成果,已成功申请科研项目60项,其中863重大专项联合研究项目1项,国家自然科学基金8项,国家(部委)级科研项目共14项,省、市级科研项目20项,企业横向科研项目14项,其他各级科研项目合计12项,项目合同金额共1250余万元。
在国内外核心期刊、学术会议上发表论文90篇,其中SCI/EI/ISTP收录论文合计74篇;出版专著3部。积极开展实验室的学术交流,通过承办、参加高层次学术会议的方式提高实验室的国际知名度。组织2009年第一届几何方法在机器人与机构学中的应用国际会议(香港);作为主要协办单位,成功举行了世界最高水平的机器人与自动化学术年会——2011 IEEE世界机器人与自动化大会;承办2013年中国工业机器人成果对接与交流会。研究团队人员平均每年参加国内外学术会议10-15人次,并邀请J.M. Herve教授、国内并联机器人开拓者黄真教授、著名并联机构学者杨廷力教授等著名机器人机构学专家来校开展专题讲座。
二、主要研究方向
(一)先进控制理论应用研究
(二)先进运动控制技术与系统集成技术
(三)先进机械结构优化设计技术、高速机器视觉与图像处理技术、高速电机与高响应全数字伺服驱动等现代自动化装备共性技术
(四)智能机器人和自动化装备共性关键技术
(五)典型高端自动化装备技术:智能工业机器人、高档数控系统与数控机床、高性能微电子封装设备等
三、学术带头人及团队情况
实验室良好的运行和发展,人才是其中的关键因素。一直以来,实验室都把人才队伍的建设培养作为实验室工作的重中之重。经过两年多的培养和人才引进,实验室已有固定人员15人,高级职称14人,45周岁以下10人,是一直梯队和知识结构合理、技术实力雄厚、学历层次高、专业性强的学术科研队伍。已培养硕士研究生224人,为企业和地方输送了大量人才。
实验室主任楼云江博士,现任哈尔滨工业大学深圳研究生院机电工程与自动化学院副院长,具有一流的国际化视野和团队研究经验,组织管理和协调能力很强。
实验室学术带头人李泽湘教授和王煜教授是先进运动控制和机器人领域的国际著名专家。李泽湘教授为香港科技大学电子与计算机工程学系教授,2004年受聘为哈尔滨工业大学深圳研究生院特聘教授。其机器人方向的研究论文被国际同行普遍采用或引用,并开拓了机器人在非完整约束下运动规划这一学术领域。王煜教授为香港中文大学机械与自动化工程系教授,2004年受聘为哈尔滨工业大学深圳研究生院特聘教授。
正是因为有了这些国际一流的学术带头人为实验室把握研究方向,确定工作思路,同时又有一批精明强干、年富力强的骨干科研人员的全身心投入,不懈钻研,实验室的研究能力与技术水平得到了国际和国内同行的认可,并积极推动技术研究成果的产业化应用,直接促进了企业的技术进步和产业升级,向着建设成为理论基础研究、应用基础研究及产业化相互依存的研究体系和科技原创基地的目标迈出了坚实的一大步。
四、重大科研成果
(一)研究课题及学术成果概况
组建期间,实验室启动或在研科研项目60项,承担国家863计划重点项目“开放式驱动控制一体化的工业机器人控制器研发”的子课题,主持或参加8项国家自然科学基金,其中包括“面向机床和高速加工设备的混联机构研究”、“半Markov 决策过程基于灵敏度优化及其应用”(国家自然科学基金青年科学基金),“商联机构的分析、综合与优化设计”(国家自然科学基金面上基金),“面向微电子制造的高速高精度运动平台的设计及控制科学问题与关键技术研究”(国家自然科学基金委——广东联合基金项目)等。共承担国家(部委)级科研项目14项,省、市级科研项目20项,企业横向科研项目14项,其他各级科研项目合计12项,项目合同金额共1250余万元。
在国内外核心期刊、学术会议上发表论文90篇,其中SCI/EI/ISTP收录论文合计74篇,多次获得国际会议最佳论文或最佳论文提名奖;第一作者出版英文专著《Geometric Methods in Robotics and Mechanism Research》1部,章节作者出版专著2部;申请国家发明专利15项,已授权13项。
(二)主要基础理论研究成果
1、提出了商联机构理论框架,发明了多种新型并联机构;提出一种基于有效规则工作空间的新型机构优化设计方法和高速拾放操作并联机器人的最小时间速度规划新方法,实现了基于动力学的自适应控制技术。
2、提出了轮廓误差的简单估计方法,建立了基于估计轮廓误差的轮廓误差新方法,在保证加工速度的前提下,提高了20%的轮廓精度。
3、针对非圆齿轮及节曲线带内凹的外非圆齿轮无法磨削问题,创造性的提出了一种成形砂轮展成磨削方法,为非圆齿轮硬齿面精加工提供了可靠的理论依据和实现手段。
4、提出一种基于GPU的快速mean shift算法,有效地提高了几何模板查找在强噪声、低信噪比图像中的识别率,并将算法运行速度提高了近40倍。
(三)研究成果的经济效益与社会效益情况
实验室在取得了基础理论突破性进展的同时,也积极推动技术研究成果的应用推广。实验室和企业联合开发的数控雕铣系统,解决了加工轨迹优化和智能速度控制问题,已通过国家科技成果鉴定,被评为达到国内领先水平。并通过了美国苹果公司的严格的技术测试,替代了国外高档数控系统,应用到Iphone、 Ipad Mini面板玻璃的磨削机床中,该系统累计销售超过6000台套。
在与秦川机床股份有限公司合作的横向课题“大型数控圆锥齿轮磨齿机”项目中,在世界上首次实现了直径2米以上圆锥齿轮的磨齿,并因此了荣获2010年上海工博会机床类产品唯一金奖;该项目还参加了2011年德国汉诺威机床展,成为展会的一大亮点。
五、联系方式
联 系 人:张近民
联系电话:0755-26032095
邮 箱:zhangjinmin@hitsz.edu.cn
网址:http://smea.hitsz.edu.cn/amc/