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湖北省包装装备工程技术研究中心
时间:2019-05-27    浏览:     来源:

湖北省包装装备工程技术研究中心

  1. 平台定位

湖北省包装装备工程技术研究中心(以下简称“中心”)面向轻工领域的包装行业,开展包装装备领域的共性关键理论与技术研究,重点研究包装机械绿色设计制造、激光印刷技术、包装装备自动化和智能化的关键技术,以包装装备为特色,打造包装装备领域的高水平科研团队及设备研发、人才培养基地。

  1. 研究方向

本平台主要进行以下五个方向的研究工作。

1)包装装备设计

以虚拟设计、数字化设计、协同设计等为手段,研究包装装备领域关键基础理论,运用协同设计理念,以研究开发具有较低的资源消耗、良好的拆装性能和回收性的绿色包装机械为目标,研究包装装备设计领域的关键技术问题。

主要进行以下研究:(1)研究高速包装机械的动力学设计理论和方法:采用ADAMS进行高速工况下机构的动态精度和振动分析,实现高速瓦楞辊啮合与瓦楞成型仿真设计,完成高速瓦楞纸板生产线降噪方法研究;(2)包装工艺优化设计: 运用虚拟现实技术、有限元分析、优化设计方法对包装过程进行分析、仿真,确定最佳工艺过程和参数,优化包装工艺过程便于机械实现自动包装;目前主要针对复合包装袋的成型、套装、充填、灌装和封口等典型工艺过程进行优化设计。(3)包装机械的结构可重构设计:包装产品已趋向精致化及多元化,多元化、弹性化且具有多种切换功能的包装机械才能适应市场需求。运用协同设计方法,对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列包装机械结构功能模块,通过模块的选择和组合,构成多功能包装机械,从而缩短包装装备的开发周期,降低设备成本;(4)机器人技术研究。针对包装装备及包装产品生产线对机器人技术的需求,研究机器人关键机械结构设计与优化,机器人路径规划及多Agent轨迹优化与调度算法。

2)激光印刷技术

激光印刷技术是一项国际领先的CTP(电脑直接制版)技术,该技术为印刷行业面临的节能环保难题提供了一个切实可行的解决方案,被称之为能够颠覆印刷行业的革命性技术,其创新性体现在:(1)印版表面没有涂层,印刷版不需要复杂的化学材料预处理,绿色无污染;(2)印刷版可以重复使用多次,具有节能减排和可持续性发展意义;(3)印版的生产和使用过程大幅简化。由于简化了工序和减少了原材料,使用成本很低。该技术可以大幅降低铝的使用量,完全不需要显影的工序,是一项绿色环保、具有成本优势的新技术。

拟解决的关键科学问题有:(1)铝版曝光前初始疏水状态形成机理研究。由于铝版在完成阳极氧化处理后,表面浸润性为亲水状态,通常的印版制造过程中,会立刻在铝版上涂布一层有机涂层,这样铝版的亲水状态会保持不变。有必要对环境因素的影响开展研究。通过改变温度、湿度和氧气含量等环境参数,能够揭示浸润性变化的根本原理,从而实现对铝版表面浸润性的控制;(2)超快激光改变铝版浸润性的原理研究。由于超快激光脉冲与铝版表面发生作用时,会在瞬间产生极强的电磁场和等离子体,周围环境物质也可能会参与反应,从而影响表面浸润性。另外,超快激光加工会改变铝版表面的粗糙度,因此也可能影响浸润性;(3)对铝版浸润性的对比度开展研究,以提高印版的耐印力和印刷质量。

3) 包装装备控制技术

充分利用现代信息技术、嵌入式系统、智能控制技术、机电一体化技术、机器人技术、数控技术,以先进的自动控制技术或手段如数字伺服系统、电子齿轮来优化传统的机械结构,以先进的人工智能来取代对操作工作经验技能的依赖,提高现有包装装备的自动化水平,降低包装装备的对操作人员数量及技能的要求,提高生产效率。

拟解决的关键问题有:(1)高精度的运动控制技术研究。针对特定机械结构,研究最快最平稳时间轨迹的方法,主要研究机械结构固有频率、执行机械响应时间、伺服系统通带宽度等因素之间的耦合影响;(2)包装产品在线检测与质量控制。运用光电检测、机器视觉、超声检测、电磁涡流检测以及超声成像技术检测包装产品的声学、力学、微观组织及相关力学性能、实现包装产品在线无损、自动检测;(3)研究包装装备故障诊断技术,主要研究不确定性信息处理理论与方法及多传感器信息融合理论;借助专家系统、人工神经网络、模糊诊断、粗糙集理论、信息融合等诊断技术,研究设备故障产生的机理及有效的自诊断方法,研究提高实时故障诊断的可靠性措施。

4)包装产品制造信息化

面向包装行业,针对包装产品生产线上产品量大、种类多的生产流程,研究多品种多批量情况下,包装产品多定单生产过程中的生产计划与车间调度问题。

拟解决的关键问题有:(1)运用并行工程思想,对多个定单的生产过程进行计划和控制,对交货期和提前期进行MRP计算,对生产成本进行控制,同时研究包装物料的库存控制策略以及采购计划;(2)对包装产品生产中的在制品、半成品和成品进行现场统计和追踪,提高多品种小批量情况下包装产品的生产效率;(3)开发包装产品生产管理信息系统,实现包装产品生产过程的优化调度,提高包装企业的信息化管理水平。

  1. 建设团队

澳门网赌网站在包装装备设计、激光印刷及激光加工技术、汽车零部件制造装备、机电产品智能控制与检测等领域形成了研究特色,现建有现代制造湖北省重点实验室、中英超快激光技术实验室、湖北省汽车结构振动与噪声控制工程技术研究中心、武汉市精密模具工程研究中心、湖北省机电工程训练中心、湖北省机械基础实验教学示范中心、湖北省检测技术教学示范中心等科研教学平台。拥有机械工程、仪器科学与技术两个一级学科硕士学位授予权,仪器科学与技术一级学科是湖北省首批重点建设学科,2008年被列为湖北省优势学科,机械设计及理论为湖北省重点学科。现有首批人事部新世纪百千万人才工程国家级人选1人,教育部新世纪优秀人才支持计划获得者1人,享受国务院特殊津贴和湖北省有突出贡献的中青年专家、政府津贴人员12人。现有教授30名,副教授35名,专任教师及科研人员总计105人。在校本科生近2960人、硕士研究生200余人。

湖北省包装装备工程技术研究中心,作为独立自主研发、自主经营、独立核算的工程技术研究与开发实体,以湖北工业大学、京山轻机集团等高校、院所、企业为依托单位,建成研、学、产、科、工、贸相结合的联合体。

实行董事会领导下的现代企业经营管理体制,研究中心主任负责全面工作,下设1位专职副主任负责科研工作和日常管理工作,设1名专职办公室主任协助做好中心的日常管理工作。

成立学术委员会、PI项目团队和中心办公室、成果转化部等中心办公室。本研究中心的主要成员由澳门网赌网站、湖北工业大学机电研究设计院、湖北工业大学京山机械研究院(独立法人)、国内轻工装备龙头企业京山轻机、湖北人天包装等企事业单位的从事包装装备设计、制造、控制、检测等相关领域的专家组成,形成跨专业、多学科联合攻关的科研人才队伍。团队成员多次承担国家和湖北省重点科技攻关项目,特别是包装背景工程科技攻关项目,取得了多项科研成果,具有雄厚的包装装备研究与开发实力。

中心共有研发人员78人,其中高级职称人员49人,博士43人,根据工程中心研究开发方向,现已打造形成包装装备前沿基础理论研究、激光印刷技术、包装装备自动化控制、包装产品及装备在线无损检测、包装装备制造企业信息化技术5个稳定的科研团队。

  1. 创新成果

    近五年来,参与开展的技术创新活动主要有:

承担和完成国家自然科学基金面上项目、国家科技支撑计划项目等在内的各类国家级项目16项,省部级科研项目30余项,承担宜昌长机科技有限公司、武汉精华减速机制造有限公司等委托的重大科技攻关项目各1项,承担和完成省部级科研项目16项,200余项横向合作项目,发表三大检索论文70余篇。

中心牵头项目在役油气管道缺陷电磁检测与监测技术发明及应用和合作项目高精高效齿轮加工装备设计制造技术及应用分获2018年湖北省技术发明一、二等奖,中心牵头项目高效全自动复合袋成型装备关键技术及其应用获得2017年湖北省科技进步二等奖中小功率固体激光切割机关键技术及应用获得2016年湖北省科技进步二等奖, 乘用车混流装配线零部件精准配送系统和合作项目内齿轮高效加工关键技术及装备分别获得了2016中国机械工业科学技术奖二等奖和三等奖,合作项目内齿轮高效加工关键技术及装备还获得了2016年湖北省科技进步二等奖,中心牵头项目聚氨酯发泡成型装备关键技术及应用重型高速数控落地铣镗床分别获得2015年湖北省科技进步二等奖,冲击发生器充电电阻拉簧式隔离开关获得第十九届中国专利二等奖。中心的一系列科研成果如中小功率固体激光切割机关键技术及应用乘用车柔性装配线物料智能配送关键技术及装备内齿轮高效加工关键技术及装备等被省级科技鉴定为国际先进。

  1. 社会服务

中心牵头下,依托湖北工业大学成立了湖北省机电工程学会(一级学会)组织。在各学术委员会活动中,赵大兴教授任湖北省机电工程学会理事长、机械工程学会教育工作委员会副理事长兼秘书长,钱应平教授任副秘书长,龚发云教授任机械工程学会机械设计与传动分会副理事长,张道德任湖北省金工学院副主任委员(副理事长),有多名中心成员任各级学会常务理事、理事。扩大了中心在学术界的影响力。

中心以引领学术发展、推进科学普及为己任,承办了全国和地区性的12场高端学术论坛,举办以院士、长江学者等为主讲人的前沿学术讲座53场。

中心与京山轻机、宜昌长机、湖北人天包装等企业开展产学研深度合作,在新产品开发、人才培养、技术服务等领域全面合作,并取得丰硕成果。与宜昌长机、武汉兴桥高分子材料科技有限公司等公司合作研发的成果近五年来累计获湖北省科技进步果二等奖6项;宜昌长机科技公司为国家级大学生校外实践教学基地,也是我校大学生校外实践教学基地,并接待我校机械设计制造及其自动化专业卓越工程师班学生企业实践。

 

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