精密制造与测控技术研究所简介
精密制造与测控技术研究所成立于2010年，由山东建筑大学教授4人、副教授4人、讲师3人共11人组成，主要研究机电设备的创新设计与制造、性能测试与控制理论和技术，对机械结构设计进行优化、改进，研究分析提高产品制造精度的方法和途径。
一、研究所的主要研究方向
●起重运输机械振动与运动控制技术
针对目前起重运输设备存在着可靠性差、使用寿命短、事故率高、效率低、经济性能差等问题，根据起重运输机械的结构特点和运动特点，系统研究提高起重运输机械的结构、机构、控制系统、安全系统综合性能的关键理论和技术。
●虚拟现实技术及其虚拟操作系统
基于虚拟现实技术研究模拟软件平台，实现用户、起重运输机械和场景的实时交互，真实再现起重运输机械的结构振动特性、机构运动特性，开发起重运输设备的虚拟操作、维修、学习与考核虚拟系统，用于起重运输设备司机的操作、维修培训与考核。
●精密测量与智能仪器
主要研究精密机械及零件误差测试理论、方法及技术；机械加工过程智能监测及控制；精密测控仪器设计、精度误差理论分析、光机电一体化，机电设备的标识信息识别等技术。包括机电一体化机械系统、机电一体化微机接口电路、传感器技术、计算机检测与控制等。
●精密机械及其零部件的设计及制造技术
主要研究精密机械如数控机床的关键零部件（如滚珠丝杠、直线导轨、精密主轴等）的设计、性能优化及加工制造方法。通过对加工过程的误差分析，研究分析提高加工精度的方法及技术，实现精密制造。
●数控技术与智能机器人
主要以计算机软硬件技术在机械制造中的应用为突破口，以数控技术研究为核心，研制开发高性能、低成本的可重构多功能控制器，适用于数控机床、机器人、建筑机械、塑机组装、石材加工等各类需运动控制的设备控制。
二、研究所成员
研究所负责人及成员 |
序号 |
姓名 |
出生 年月 |
最高学位 及授予院校 |
职称 |
专兼职 |
1 |
董明晓 |
196501 |
博士，西安交通大学 |
教授 |
负责人 |
2 |
宋现春 |
196506 |
博士，山东大学 |
教授 |
兼职 |
3 |
于复生 |
196909 |
博士，山东大学 |
教授 |
兼职 |
4 |
吕志杰 |
196811 |
博士，山东大学 |
教授 |
兼职 |
5 |
范文利 |
197108 |
硕士，山东建筑大学 |
副教授 |
兼职 |
6 |
姜洪奎 |
197603 |
博士，山东大学 |
副教授 |
兼职 |
7 |
陈继文 |
197810 |
博士，山东大学 |
副教授 |
兼职 |
8 |
许向荣 |
197812 |
博士，山东大学 |
副教授 |
兼职 |
9 |
逄波 |
197212 |
博士，北京航空航天大学 |
讲师 |
兼职 |
10 |
李彦凤 |
198005 |
博士，山东大学 |
讲师 |
兼职 |
11 |
姬帅 |
198708 |
博士，山东大学 |
讲师 |
兼职 |
三、承担的主要研究课题
序号 |
项目、课题名称（下达编号） |
项目来源 |
项目 起讫时间 |
负责人（姓名、职称） |
经费 （万元） |
1 |
国家重大科技专项：滚动功能部件产业化关键工艺技术及装备开发与应用(2012ZX04002013) |
工信部 |
201206-201612 |
宋现春、教授 |
554 |
2 |
国家自然科学基金面上项目：塔式起重机结构振动与载荷摆动耦合机理及其控制理论研究(51475277) |
国家自然基金委 |
201501-201812 |
董明晓、教授 |
82 |
3 |
国家自然科学基金面上项目：非常态工况条件下滚珠丝杠副传动失效机理及实验研究(51375279) |
国家自然基金委 |
201401-201712 |
宋现春、教授 |
80 |
4 |
国家自然科学基金面上项目：仿生结构层状复合刀具制备及其高速切削损伤演变、失效机理研究(51375281) |
国家自然基金委 |
201401-201712 |
吕志杰、教授 |
80 |
5 |
国家重大科技专项：高速、重载、精密滚珠丝杠及直线导轨的研制与产业化（2009ZX04011-032） |
工信部 |
200906-201412 |
宋现春、教授 |
71 |
6 |
国家智能制造专项：数控装备故障信息数据字典标准研制及试验验证 |
工信部 |
201706-201912 |
姬帅、讲师 |
40 |
7 |
国家自然科学基金面上项目：基于激光动态散斑测量的高速断续切削面铣刀的应力场研究(51075245) |
国家自然基金委 |
20109-201312 |
于复生、教授 |
39 |
8 |
国家自然科学基金面上项目：抑制起重机载荷摆振最优时滞滤波理论研究(51075244) |
国家自然基金委 |
201009-201312 |
董明晓、教授 |
37 |
9 |
国家自然科学基金面上项目：精密滚珠丝杠旋风硬铣削加工误差及其数字化补偿技术研究（51075246） |
国家自然基金委 |
201101-201312 |
宋现春、教授 |
36 |
10 |
国家自然科学基金青年项目：双丝杠驱动直线导轨进给单元动态耦合性能机理研究(51205235) |
国家自然基金委 |
201301-201512 |
许向荣、副教授 |
25 |
11 |
国家自然科学基金青年项目：基于多体动力学的高速滚珠丝杠副磨损失效机理的研究 （51105232） |
国家自然基金委 |
201201-201412 |
姜洪奎、副教授 |
25 |
12 |
山东省重点研发计划（公益类专项）：精密重载滚柱直线导轨副关键制造技术开发及应用(2017GGX30131) |
山东省科技厅 |
201707-201912 |
宋现春、教授 |
25 |
13 |
山东省重点研发项目：时空工程语义知识驱动的产品智能装配序列规划技术研究与应用(2016GGX103042) |
山东省科技厅 |
201601-201712 |
陈继文、副教授 |
25 |
14 |
山东省科技发展计划项目：基于虚拟现实技术的塔式起重机操作、维修培训与考核设备研发(201202072) |
山东省科技厅 |
201101-201312 |
董明晓、教授 |
20 |
15 |
山东省高端外国专家项目：起重机智能节能控制及安全监测技术研究（370020121030） |
山东省人社厅 |
201201-201412 |
董明晓、教授 |
12 |
16 |
山东省成果转化转项子课题：面向盘类件的高效平行双工位车铣复合加工中心(2014CGZH0803) |
山东省科技厅 |
201412-201612 |
姬帅、讲师 |
10 |
17 |
山东省高等学校教学改革项目：地方高校机械工程专业产学研合作教育模式探索与实践(2012296) |
山东省教育厅 |
201201-201612 |
董明晓、教授 |
3 |
18 |
山东省高校科技计划项目：基于知识的计算机辅助创新设计关键技术研究(J14LB04) |
山东省教育厅 |
201401-201712 |
陈继文、副教授 |
6 |
19 |
山东省高校科技计划项目：高可靠性的精密滚珠丝杠副结构设计及实验研究(J17KA035) |
山东省教育厅 |
201712-202012 |
姜洪奎、副教授 |
3.5 |
20 |
研究生创新计划项目(导师能力提升项目)：校企联合培养机械工程领域工程硕士培养模式的研究与实践(SDYY17066 ) |
山东省教育厅 |
201712-201912 |
宋现春教授 |
3 |
四、研究所向社会提供的产学研项目介绍
项目名称：消除起重机载荷摆动控制系统
项目来源：“抑制起重机载荷摆振最优时滞滤波理论研究”国家自然基金
承担单位：山东建筑大学
项目简介：本项目根据时滞滤波理论抑制柔性系统振动的基本原理，探索时滞滤波理论消除起重机载荷摆振的机理，建立具有不同优化性能有效消除起重机载荷摆振的最优鲁棒时滞滤波控制策略及其设计理论和方法。开发具有效消除起重机载荷摆动自动化控制系统。
项目名称：塔式、桥式、龙门起重机虚拟操作、维修、培训与考核设备
项目来源：“基于虚拟现实技术的塔式起重机操作、维修培训与考核设备研发”山东省科技计划项目
承担单位：山东建筑大学
项目简介：本项目研发的基于虚拟现实技术的塔式起重机、桥式起重机、龙门起重机操作、维修培训与考核设备，包括操作控制台、视景系统、故障重现系统、考核与管理系统以及与这些系统相配套的软件，具有与起重机一样的操作功能，模拟继电器控制、变频调速控制起重机的运动性能，真实再现起重机工作过程及场景变化，用于起重机司机的驾驶操作、故障维修、理论知识的培训与考核的虚拟设备。
项目名称：高速重载精密滚珠丝杠副与直线导轨的研制与产业化
项目来源：“高档数控机床与装备制造基础”国家重大科技专项
承担单位：山东建筑大学；山东博特精工股份有限公司、北京机床研究所
项目简介：“高档数控机床与基础制造装备”国家重大科技专项是在新形势下为提高我国高档数控机床与基础制造装备的自主开发能力、满足国内主要行业对制造装备的基本需求而提出的重大科技专项。课题由科技部、工业和信息化部、财政部联合组织实施，主要由国内相关行业骨干生产企业牵头，产、学、研联合研发。由我校机电学院宋现春教授带领的课题组与山东博特精工股份有限公司、北京机床研究所共同承担了“高速、重载、精密滚珠丝杠副与直线导轨的研制与产业化”课题。
课题组研制开发的端盖循环返向式高速滚珠丝杠副（图1、图2）、十字交叉式滚柱直线导轨副（图3、图4）新产品可广泛应用于中、高档数控机床的进给系统上，最高速度可达80m/min，噪音小于75db，温升小于5℃，达到国内同类产品的领先水平。目前产品已实现批量化生产并逐步替代国外进口产品，为独立自主地发展我国数控机床行业作出了贡献。
图1端盖循环返向式高速滚珠丝杠副循环结构 图2端盖循环返向的高速滚珠丝杠副产品照片
图3. 十字交叉式滚柱直线导轨副 图4.55系列滚柱直线导轨副产品照片
五、研究所提供的专利
序号 |
专利名称 |
专利类型 |
作者（*） |
专利授权号 |
授权时间 |
1 |
一种铝塑板切槽机 |
发明专利 |
范文利（1/3） |
201510856500X |
201705 |
2 |
一种塑胶管表面喷涂装置 |
发明专利 |
于复生(1/9) |
201610071320.5 |
201704 |
3 |
一种双锥面气动涨紧卡盘 |
发明专利 |
范文利（1/3） |
2015108564986 |
201704 |
4 |
一种火车货运车厢侧门组焊工作台 |
发明专利 |
范文利(1/3) |
201510855802.5 |
201608 |
5 |
双层双丝杠式滚珠丝杠副寿命对比试验台 |
发明专利 |
姜洪奎(1/7) |
201410053850.8 |
201607 |
6 |
一种可竖直行驶和水平行驶直线电机驱动电梯 |
发明专利 |
陈继文(1/5) |
201410413112.X |
201604 |
7 |
一种适合大批量试管的自动清洗装置 |
发明专利 |
许向荣(1/6) |
201410368025.7 |
201512 |
8 |
一种氮化硅-碳化硅-碳化钛微纳米复合材料的制备方法 |
发明专利 |
吕志杰(1/1) |
201310499618.2 |
201501 |
9 |
一种机床主轴搬运装置 |
发明专利 |
于复生(1/5) |
201110385945.6 |
201411 |
10 |
一种医用玻璃片自动涂试剂的装置 |
发明专利 |
于复生(1/5) |
201210023761.X |
201407 |
