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特种加工技术重点实验室
北京市科学技术研究院研发实验服务基地装备制造领域有以下服务特色: 创新服务。根据该领域市场对人才的要求,开展专业技能和行业标准培训、人才引进和人才交流等服务。为企业提供多种形式的人才培养与培训,促进产业发展,形成核心工作团队; 市场拓展。开拓京外及海外市场; 面向客户提供全方位的技术研发服务,为客户提供所需要的专业的技术; 政府、企业、社会对科技条件资源的需求信息,进行资源和需求的对接,并且开放式的发布领域内各机构资源的供需信息,加强各机构间的资源合作,避免科技条件资源的重复投资建设,实现互利共赢。促进科技成果转化; 北京市电加工研究所培养了许多优秀中青年知识分子及技术骨干,使他们成为科研和生产中的中坚力量。通过这几年来的建设共吸收引进了博士6人次,硕士6人次,他们在实验室中通过兢兢业业的工作和勤奋的学习,提高了自身的业务水平,在实验室的各项政策支持及各级领导的关怀下勇攀科技高峰。自成立实验室这几年里共申请各类课题10余项,出版发表论文20余篇,专著3部。 杨大勇,博士,研究员,精密数控电加工机床制造技术专家,中国机械工程学会特种加工机床分会电火花成形技术委员会主任,出版专著4部、授权专利9项、参与制定标准5部,发表论文50余篇,主持研制开发的B系列、N系列电火花机床达到国际先进水平,荣获“中国机械工业科学技术一等奖”等多项科技奖励。 伏金娟,教授级高工,长期从事精密数控电加工工艺及机械制造研究工作,中国机械工程学会高级会员,全国特种加工行业先进工作者,先后参加国家、北京市科技重点研究项目等10余项的研发,获多项科技奖励。 整体叶轮电火花加工技术的研究及应用: 整体叶轮作为压缩机(Compressor)、发动机(Engine)和泵(Pump)等机械的核心部件,被广泛应用于航空航天、石油化工、电力和船舶等领域。整体叶轮叶片型面复杂,机械加工空间有限,加工精度要求高,动力学性能要求良好,所以整体叶轮制造技术是当前机械制造领域的难点之一。目前,数控铣削、精密铸造在整体叶轮加工中得到较多的应用。但是,数控铣削对难切削材料、小通道叶轮进行加工时,由于受刀具刚性限制很难加工;精密铸造生产过程复杂,技术难度大,废品率高,只适用于可铸合金。电火花加工利用放电产生的瞬时高温,将与电极相对的工件表面熔化,逐渐蚀除材料,达到加工的目的。因而,电火花加工在无切削力、不受工件硬度限制方面有着其它加工方法所无法比拟的优势。然而,电火花加工整体叶轮电极设计周期长,缺乏专门的CAD/CAM软件,已成为制约电火花加工整体叶轮的重要因素。研究针对我国航天、航空、能源领域的关键零件的制造,对于提高我国航天、航空及其他领域涡轮、叶轮类复杂形面等关键零部件的制造水平和批产能力至关重要。经过本项目的实施将整合本领域“产、研、用”各方面具有丰富的研发经验和系统的项目管理经验的优势单位,按照研制计划进行研究内容和关键技术的攻关,实现涡轮、叶轮类复杂形面等关键零部件加工的产业化工艺路线。提供整体叶轮电火花加工专用CAD/CAM系统软件一套,加工实验方案一套,达到流道加工表面粗糙度为Ra3.2μm,加工尺寸精度为±0.05mm。 通过对整体叶轮电火花数字化设计制造技术的研究,进一步积累整体叶轮的设计及加工经验,为整体叶轮的高效、高精度加工提供理论及实验依据,实现稳定可靠的加工,解决大扭曲整体叶轮无法进行机械加工,而电火花加工周期长、缺乏专用软件的难题,提高我国高精尖制造水平,在技术上达到或接近世界先进水平,打破制造装备软、硬件全部依赖进口的局面。形成整体叶轮批量化生产能力,解决发动机、压缩机等透平机械的急需,在国防工业领域进行应用,并在民用工业中广泛推广。该项目彻底改变了我国五轴联动精密数控电火花装备完全受制于人的局面,打破了发达国家的技术封锁,有力地促进了我国重点领域制造技术的进步,极大地推动了我国重大工程和基础建设的发展。 电火花加工机床专用全浸液数控转台: 北京市电加工研究所以我国高端装备制造业关键零部件市场需求为背景,开展了高档电火花机床专用全浸液数控转台关键技术的研究,开发出可用于工业生产环境的精密数控电火花加工机床专用全浸液数控转台。 该转台是精密数控电火花加工机床实现五轴联动的必备关键功能附件,是目前国际电加工领域衡量高端产品性能的核心组成部件之一,它采用全闭环谐波减速器加同步传动结构,综合运用双位置反馈控制技术,全闭环检测技术等,实现了精确的角度定位和连续旋转伺服加工,定位精度达到5.6″,重复定位精度达到2.1″,同时运用气室密封、多层复合密封、磁流体密封等密封方法解决了转台整体及输出轴端的密封难题,成功实现了转台的全浸液,防护等级达到IP68,获得了优良的电火花加工性能。该成果的成功研制,填补了国内不能生产电火花加工机床专用全浸液数控转台的空白,打破了西方发达国家的技术封锁,实现了高档数控电火花机床关键功能附件的国产化及工程实用化。 该转台在性能指标上完全达到国外同类产品水平,大大扩展了机床的功能,满足了我国航空、航天、汽车、能源、核技术等领域生产的迫切需求,推动了我国新一代运载火箭和武器装备、航空发动机的研制进程。同时产品具有针对性强、可拓展性好、价格相对低廉和不受国外技术限制等特点,将大大提升高端电火花装备制造企业的生产水平,推动发动机制造技术的更新换代,促进我国高端装备制造业的发展,荣获2011年北京市科学技术研究院优秀成果奖。

北京市焊接设备研究与开发中心
总体定位:该中心的主要研究方向是逆变焊机的研究与开发、焊接新工艺方法的研究、微机控制的逆变焊机的研究、焊接过程的检测与控制、焊缝跟踪与熔透控制研究、弧焊机器人的应用与开发。 发展目标:中心以振兴民族电焊机工业为已任,以“立足北京、服务北京、辐射全国、走向世界”为宗旨,使中心成为北京地区具有领先水平的工程化技术转化平台。 实验室现有教师7名,其中,教授2名,博士生导师2名。副教授4人。自成立以来共培养博士生1名;硕士生9名。发表论文20篇。 骨干专家:卢振洋,北京工业大学,教授,副校长;陈树君,北京工业大学,教授,院书记。 主要研究方向:绿色化焊接电源技术、高效化焊接技术 逆变焊接电源仿真研究室主要从事焊接电力电子设备的基础研究。根据我国逆变焊机的可靠性不高的问题和偕波问题开展了一系列的研究,研制成功了性能优良的软开关逆变技术代替硬开关逆变电源。在谐波抑制方面也开展了卓有成效的工作。现已与生产厂家进行合作和转让。 焊接新工艺和新设备研究室成功地研制成功多种焊接设备:中桥逆变式手弧焊机、TIG焊机、AC/DC TIG、CO2焊机和埋弧焊机。同时结合电弧物理的研究,又独立地开发了具有自主知识产权的低飞溅CO2焊机、模糊控制的协同控制CO2焊机、高速CO2焊机;沿着数字化的趋势,研制了一系列数字化的逆变焊机如:数字TIG焊机、 数字变极性焊机、数字CO2焊机、数字PMIG/PMAG焊机等。这些设备都已向公司或工厂转化,有的已投产。由于新型逆变焊机的投产,有力地保证了国产化焊机占领市场,为我国加入WTO后的焊接设备的研发奠定了良好的基础。 弧焊机器人与焊接自动化研究室是以机器人为核口开展焊接过程自动化的研究工作,其主要特色是以应用为目标,通过改进通用机器人控制系统结构,将机器人的运动控制功能和焊机的焊接参数控制功能有机地结合起来,基于弧焊工艺专家系统研究及面向用户的弧焊机器人控制系统,解决传统弧焊机器人示教复杂、对操作者技能水平要求高的问题,在此基础上,开展熔透等焊接质量的智能控制研究。

北京市激光应用技术工程技术研究中心
总体定位:通过对有色金属材料激光焊接、熔覆再制造、切割等先进制造技术的研究和开发,为航空航天、汽车、冶金及化工装备制造等的生产技术改造服务;通过对高功率固体、半导体、和超短脉冲激光光源技术与加工系统的研究和开发,为激光加工工艺的工程实施提供装备和系统集成技术。 发展目标:在3—5年内,建立健全工程中心运行机制,完成3—5项工程化研究项目,使中心称成为北京地区具有国际先进水平的激光应用技术工程研究中心;经过几年建设,争取成为国家级工程研究中心。 实验室现有教师17名,其中,教授6名,博士生导师5名。副教授5人。 自成立以来共培养博士生18名;硕士生93名。其中,博士生严胤洲获得王大珩光学奖高校学生奖。 骨干专家:蒋毅坚,北京工业大学,教授/博导,副校长;李强,北京工业大学, 研究员/博导,激光工程研究院副院长。 主要研究方向:激光先进制造技术、能量光电子技术与系统 "离子膜电解槽密封面激光-电弧复合焊接" 蓝星(北京)化工机械有限公司是北京地区的一家重点高新技术企业,也是目前国内唯一一家能够自行设计和制造离子膜电解槽,并提供成套离子膜烧碱装置和离子膜电解工艺技术的企业。针对公司离子膜电解槽焊接生产中的问题,我们开发出离子膜电解槽极网激光焊接成套技术装备,取代采用传统的电阻点焊和氩弧焊工艺。目前,激光焊接生产制造的离子膜电解槽已经成为公司的一个招牌。与此同时,成立北京工业大学蓝星(北京)化工机械有限公司先进制造工艺技术联合研究中心。发挥北京工业大学在技术、人才和多学科交叉等方面的综合优势,不断研究开发新装置、新技术、新工艺并在企业转化应用。

机械工业精密测控技术与仪器重点实验室
总体定位:本实验室以“精密复杂快速测量技术与仪器”为切入点和基本方向,以“光电检测与视觉测量技术”为突破重点,以“机电设备故障诊断预警”为应用方向,以“现代测控技术与方法”为工程前沿,使本实验室的研究方向和内容汇成联系紧密的有机整体。 发展目标:将实验室建设成为在国际上有一定影响力、国内同行中具有较高声誉的集科学研究、工程应用于一体的产、学、研基地。 实验室现有教师15名,其中,教授6名,博士生导师5名。副教授4人。自成立以来共培养博士后5名,博士生43名;硕士生126名。 骨干专家:石照耀,研究生,教授;何存富,研究生,教授。 主要研究方向:精密复杂快速测量技术与仪器、光电检测与视觉测量。 "齿轮在线高速分选测量机"项目研究成果在哈尔滨量具刃具集团有限公司得到推广应用。该项目采用了新的测量原理,在一系列关键技术上有突破。创造效益800多万元。 “矿用大型固定设备状态监测与故障诊断”项目研究成果在同煤集团得到推广应用,为煤矿安全生产提供了保障,创造直接和间接经济效益超过2000万元。

精密超精密加工国家工程研究中心
总体定位:通过工程化、产业化开发,向相关行业提供超精密制造装备和技术服务,从而提高我国超精密的制造能力,缩短与国外先进国家的差距,打破国外对我国的技术封锁,为我国尖端技术、国防工业和整体制造业水平的提高提供技术与装备的保证。 实验室现有教师15名,其中,教授6名,博士生导师5名。副教授4人。 自成立以来共培养博士后1名;博士生6名;硕士生48名。 骨干专家:蔡力钢,研究生,教授;刘志峰,研究生,副教授。 主要研究方向:重型数控机床大型结构件、功能部件及整机的数字化建模、分析计算与优化、可靠性及综合测试与评价。 重载摆角铣头的数字化设计与制造技术应用于北一重型龙门数控机床,可以替代进口产品。机床动静态特性数字化建模、工程分析计算与优化技术应用于北一机床数控重型龙门五轴联动车铣复合系列机床的国产化开发,为北一机床引进、消化国外技术和进行技术创新提供了有力的技术支持。 自动换刀机构弧面凸轮的制造技术为北一机床高精度凸轮的制造提供技术支持,替代进口产品。这些技术的应用为北一机床提高产品的技术水平和核心技术作出了突出贡献,并创造了可观的经济效益。 高速精密电主轴综合测试技术与系统,高速ATC自动换刀机构综合测试技术与系统,切削系统稳定性控制技术与系统,噪声综合测试与控制系统,机床动静态特性综合测试系统等已经成在北一机床和北京机床所等企业应用,为提高企业的产品性能提供了很好的技术支持。 以上技术在北一机床等企业的成功应用和推广,两年内间接地为企业带来了近两千万的经济效益。

先进制造技术北京市重点实验室
新型功能材料教育部重点实验室结合国家、北京市及学校总体发展目标和发展需求,依托北京工业大学,于2000年8月获教育部批准建设。依托材料科学“211工程”重点建设学科,以电子、信息、生物、能源、生态环境领域新材料的研究、开发、应用和新材料制备加工为主要研究对象,以材料学国家重点学科为支撑,包含生态环境材料基础、难熔金属及稀土材料、高效能源及低维光电功能材料等个主要研究方向。 实验室现有教师15名,其中,教授6名,博士生导师5名。副教授4人。 自“十一五”以来,实验室累计培养博士超过13人,在读博士十余人;培养硕士超过150人,在读超过130人;多人被评为北京工业大学三好学生、科技之星提名及优秀毕业论文的称号,在核心刊物以上发表科研论文超过260篇,其中三大检索收录超过100篇,申请专利超过60项。 骨干专家:杨建武,硕士,教授/副主任;蔡力钢,博士,教授/学科负责人。 主要研究方向:国产高档数控机床动态性能测试评价技术研究、国产数控机床数字化设计与制造。 一、2002年度北京市科学技术进步三等奖   制造系统运行状态在线监测与智能控制技术 获奖单位:北京工业大学,北京轻工业学院,新疆工学院。 获奖人:费仁元,王民,杨建武,吴季茂,关剑,阿不都。 二、2004年度北京市科学技术进步三等奖   基于网络的制造系统智能监控技术 获奖单位:北京工业大学 获奖人:费仁元,王民,杨建武,杨文通,吴季茂,徐洪安。 三、2004年度北京市科学技术进步三等奖   高速线材轧机网络监测诊断系统   获奖单位:北京工业大学,武汉钢铁公司。   获奖人:高立新,陶荣伟,魏厚培,雷迅,徐才发,周凤星。 四、 2004年度第五届全国发明博览会金奖   钛合金颅骨修复体数字化定制技术   获奖单位:北京工业大学 获奖人:李彦生,杨文通,费仁元。

机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室
高端装备制造业是国民经济的主要支柱产业,高端装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供重大技术装备的战略性产业,大力振兴高端装备制造业是我国的一项重要国策。以高端制造装备为代表的装备制造业技术集中度高,是基础科学、应用科学和工程技术相结合的系统工程,是信息化和高新技术的基础和载体。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》在发展目标中明确指出到2020年我国要掌握一批事关国家竞争力的高端装备制造业核心技术,高端制造业技术水平进入世界先进行列。 机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室在整体保持国内地方高校一流水平的基础上,在服务国家和北京市经济建设和人才培养方面做出了重要贡献。依托北京工业大学力学博士学位授权一级学科,实验室在为国家和北京市高端装备制造、航空航天工程、城市建设提供应用基础理论研究、技术储备、新产品开发、工程设计指导和人才培养等方面将起关键的支撑作用。充分利用北京工业大学力学及相关学科的资源优势,开展应用基础理论研究和高新技术的研究,为装备制造企业和航空航天院所解决科研难题,推进“科技北京”建设,提高北京持续的创新能力。同时,实验室的建设也将带动北京工业大学力学、机械、数学等相关学科的发展、交叉与融合,在科研、教学、产业化和国际化等方面将发挥重大作用。 目前实验室有固定人员31人,其中博士生导师12人,国家杰出青年科学基金获得者1人,中组部“千人计划” 特聘教授1人,北京市“海聚工程”特聘教授2人,北京市特聘教授1人,北京市教委“高层次人才计划” 2人,北京市拔尖创新人才1人。近几年来平均每年招收硕士和博士研究生50多人,2008年有1人获得北京市首届优秀博士学位论文奖,2009年有1人获得全国百篇优秀博士学位论文提名奖。 张伟,博士,北京工业大学教授,博士生导师;国家杰出青年基金获得者。1999年在加拿大西安大略大学从事博士后研究,2002年-2003年加拿大多伦多大学机械与工业工程系访问教授,2006年、2007年和2008年曾短期任香港城市大学访问教授。兼任中国力学学会常务理事,中国力学学会一般力学专业委员会主任, 中国振动工程学会理事,中国振动工程学会非线性振动专业委员会副主任, 国家自然科学基金委员会力学学科评审组专家,Acta Mechanica Sinica、Acta Mechanica Solida Sinica、Cognitive Neurodynamics等期刊编委,International Journal of Dynamics and Control、《动力学与控制学报》、《应用学报》等期刊应用副主编,《力学进展》常务编委。 北京工业大学机械机械结构非线性振动与强度实验室从当前世界科技发展和国家、北京的需求来看,建立以机械振动与强度应用基础理论研究为主体、多学科融合交叉的实验平台,具有重要的战略意义和广阔的发展前景。实验室以非线性动力学在高新技术、新材料结构等相关领域的应用基础研究为中心,围绕高端装备和航空航天工程中的非线性动力学、结构强度、可靠性、振动控制等关键科学和技术问题开展应用基础理论研究和开发。综合应用动力学理论和强度理论,研究机械系统的动力学仿真、强度分析计算、振动控制及设计方法,并应用于高端装备、航空航天工程等领域。 实验室研究团队经过过去几年的重点建设,已经初具规模和实力,凝聚了北京工业大学从事力学、机械、数学等学科的学术骨干,包括国家杰出青年基金获得者1人,“千人计划”特聘教授1人,“海聚工程”特聘教授2人等,已经成为北京工业大学科研队伍中的一支重要力量。实验室目前主持的科研项目包括:国家自然科学基金重大项目课题1项,国家自然科学基金重点项目2项,国家自然科学基金重大国际合作项目1项,面上项目25项,北京市自然科学基金20项,教育部博士点基金11项。

数字化印刷装备实验室
实验室拥有印刷机、专用试验台、印刷机机械性能测试系统和印刷机检测系统四类设备、仪器总数达到800余台套,设备总值1000多万元。实验室在印刷机检测方面提供工程服务。专业实验室—国家印刷机械质量监督检验中心,承担国家技术监督局下达的印刷机械产品质量监督抽查任务、产品质量仲裁检验、新产品检验和省部级科研新产品检测鉴定等。 印刷机械实验室拥有北京市高等学校学术创新团队1个,北京市学术创新人才1人,北京市骨干教师3人,全国印刷行业百名科技创新标兵2人。拥有固定人员53名,其中教授5名,副教授/高级工程师/副研究员27名,讲师/工程师20名;具有博士学位教师8名,具有硕士学位教师28名,硕士生导师16名。 实验室主任:梅雪松,博士,教授,长江学者。主要研究领域为高档数控机床和IC精密机械等为对象的高速、高精度运动控制与补偿研究、开放式运动控制器研究、基于局域网和因特网的工控设备远程控制研究等。 骨干专家:王仪明,博士,教授,国家印刷机械质量监督检验中心常务副主任,数字化印刷装备北京市重点实验室执行主任。全国印刷行业百名科技创新标兵。主要研究方向为印刷机械测试及动态设计。 蔡吉飞,博士,教授,印刷装备北京市高等学校工程研究中心主任,兼国家印刷机械质量监督检验中心技术主任,平版印刷工国家职业技能竞赛副总裁判长。主要研究方向为印刷及包装机械计。 实验室曾获全军科技进步成果二等奖,拥有发明专利5件,实用新型专利40余件,外观设计专利6件,主要涉及印刷及包装机械设计、印刷机检测及故障诊断、数字化制造技术、机电一体化技术等。 主要成果:印刷机械测试技术体系,包括印刷机振动测试、噪声测试、印刷压力测试、印刷滚筒跳动测试等关键技术,并开发了印刷机动态设计及故障分析软件。成果已用于北人印刷机械有限公司、江苏昌升集团、青岛瑞普电气公司、北京贞亨利民印刷机械公司等企业。成果应用于国家科技支撑计划重点项目“报业用高速卷筒纸胶印机的攻关与开发”中。 高速印刷机典型机构优化设计技术及产品应用 采用印刷机纸张传递系统优化设计技术,解决了各子机构高速下的运动协调性及准确性等关键技术问题,包括双支点下摆式共轭凸轮机构、开闭牙机构、防闭牙机构、间歇旋转递纸机构等, 2000至2006年,该系列产品每年生产200余台。