[00768564]大型重载多维精准调姿装备关键技术及应用

该项目属于特殊作业机器人装备领域，随着中国经济社会的不断发展，关乎国家安全和国家战略的工程项目中的关键重要零部件类型不断增多，尺寸不断增大，精度要求也越来越高。超重型、超大尺寸和超高精度是未来战略工程基础装备的一个重要发展方向，百万千瓦级的核电机组中，关键核心部件尺寸规格大（最大可达直径5m×高度5.5m）、重量大（最大可达210吨）、形状复杂、技术要求高，在整个冗长的加工和装配过程中需要多次调姿（或翻转）改变工位；大型射电望远镜（天马65米和FAST500米）在复杂恶劣环境工况下运行需要对副反射面或馈源舱位置和姿态进行高精度的实时调整与控制。针对上述国家重大战略工程需求，在国家地方科技计划和企业委托课题支持下， 该项目攻克了大型重载多维精准调姿装备的多项核心关键技术，自主研发了3类新型高端技术装备：1、冗余驱动两自由度大型重载高精度并联调姿变位装备发明了中国首台基于“冗余驱动”的两自由度大型重载高精度铣削加工用并联调姿变位装备，攻克了其高刚度结构设计、高可靠性精度保持、复杂多维精准协同控制等关键技术，有效实现了超大型、超重载核电锻件的高精度变位，翻转和旋转定位精度达±15′，已成功应用于核岛蒸发器水室封头等重型球冠类零件加工过程中的高精度工位调整，大大提高了中国核电装备的技术水平和生产效率。 2、90/180度双功能重力封闭式大型重载翻转装备提出了虚拟轴滚转与定轴翻转协同的180度翻转技术及多驱动主从力/位协调运动控制策略，创造性地发明了集90度、180度翻转（调姿）两功能于一体的国际首台套250吨级大型重载翻转装备，实现了无夹具重力自封闭大型工件180度翻转，定位精度达±0.05°，已成功应用于大型核电装备压力容器和加氢反应器等结构件的翻转调姿，极大地提高了中国核电大型铸锻件的生产技术水平、运行效率和生产能力，并有效提高了核电装备的生产安全和质量安全。 3、基座位置/姿态大幅度变化下大型重载六自由度并联精密调姿装备自主研制成功上海65米射电望远镜的关键部件——副反射面精准调姿系统，为国际上首次应用于50米口径以上射电望远镜的成功案例，位置和角度定位精度分别达0.05mm和10〞，在此基础上巧妙地将相关调姿技术应用到贵州FAST500米口径球面射电望远镜馈源舱系统。相关系统自使用以来运行状况良好，完全满足该类装备高运动精度、恶劣环境适应性以及工作高可靠性的要求。 该项目技术发明属于国内外首创，累计授权国家发明专利35项，完成企业委托课题10项，合同额2100万元，近五年企业应用该项目研究成果新增产值16.3亿元，新增利润3.1亿元。项目研发的变位翻转装备有力促进了核电产品加工质量、生产效率以及生产安全的大幅提升。项目研发的精密调姿装备作为射电望远镜的关键核心部件，为中国探月工程以及深空探测任务做出了重要贡献。