基于網(wǎng)絡(luò)的具有在機監(jiān)測與智能維護的可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)

王太勇 丁彥玉 韓志國 劉振忠 邵明堃

1.天津大學(xué),天津,300072 2.天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津,300161

基于網(wǎng)絡(luò)的具有在機監(jiān)測與智能維護的可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)

王太勇1丁彥玉1韓志國2劉振忠1邵明堃1

1.天津大學(xué),天津,300072 2.天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津,300161

構(gòu)建了一個基于網(wǎng)絡(luò)的可監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)。為適應(yīng)開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,構(gòu)建了一個四層次的開放式系統(tǒng)架構(gòu)模型,該模型可滿足功能結(jié)構(gòu)調(diào)整與后續(xù)功能擴展的需求;為實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的功能集成、機床運行狀態(tài)的監(jiān)測與加工質(zhì)量的實時獲取以及免二次裝卡的需求,建立了基于嵌入式監(jiān)測單元與在機質(zhì)量檢測單元的數(shù)控系統(tǒng)原型。在分析機床監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,組建了基于DSP+ARM架構(gòu)的嵌入式監(jiān)測單元,該單元可進行機床運行狀態(tài)的實時監(jiān)測,并通過現(xiàn)場總線方式與數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接,還可依據(jù)監(jiān)測目標(biāo)的改變與需求進行柔性化的軟硬件配置;利用開放式架構(gòu),嵌入質(zhì)量檢測單元,可實現(xiàn)被加工工件幾何信息的在機獲取。研究結(jié)果為數(shù)控裝備維護與系統(tǒng)功能集成提供了一種可行的方案。

數(shù)控系統(tǒng);狀態(tài)監(jiān)測;質(zhì)量檢測;層次化;總線

0 引言

隨著現(xiàn)代機械加工對復(fù)雜化、精密化、大型化以及自動化要求的不斷提高,一些中高檔精密數(shù)控機床逐漸得到廣泛應(yīng)用。這些設(shè)備對加工質(zhì)量及效率起著關(guān)鍵乃至核心作用,往往造價相當(dāng)昂貴;某些加工出來的產(chǎn)品,由于復(fù)雜性或精密性或大型化等特征,其單件造價或加工成本亦相當(dāng)驚人[1-3]。在此情況下,加工設(shè)備損壞或產(chǎn)品報廢甚至僅僅是加工效率的降低都可能造成巨大的損失。為了保證數(shù)控機床的正常工作,保證加工質(zhì)量,實現(xiàn)故障的及早預(yù)防并及時排除,數(shù)控機床的狀態(tài)監(jiān)測、質(zhì)量檢測技術(shù)迅速發(fā)展起來。

傳統(tǒng)上采用專門的檢測設(shè)備,以巡檢或定期檢測的方式對加工設(shè)備進行檢測。而現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)均采用獨立于數(shù)控系統(tǒng)的外掛式形式[4-5],兩者未能實現(xiàn)無縫集成。目前,國內(nèi)外一些學(xué)者及知名數(shù)控系統(tǒng)制造商已經(jīng)以數(shù)控系統(tǒng)為監(jiān)測平臺開展了針對機床性能的遠程監(jiān)測研究[6],但這些監(jiān)測研究只能在非工作狀態(tài)下對機床特定參數(shù)進行檢測與評估,無法實現(xiàn)加工環(huán)境下制造系統(tǒng)的監(jiān)測與診斷。

另外,數(shù)控系統(tǒng)已從簡單的運動軌跡控制器轉(zhuǎn)變成貫穿數(shù)字化制造全過程的系統(tǒng)級平臺,與此同時,隨著IC器件的發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)可以進行高密度立體安裝,硬件集成度進一步提高。高性能DSP(digital signal processing)處理器使得數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力大大增強;SERCOS、PROFIBUS、FSSB、CAN等現(xiàn)場串行總線用于連接數(shù)控裝備的CNC裝置、伺服系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、操作面板、機械手以及I/O單元,可有效降低系統(tǒng)連線的復(fù)雜性,進一步提高系統(tǒng)的可靠性、可擴展性和易維護性[7-9]。

基于此,本文研發(fā)了一種利用發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)與總線技術(shù),集成在機狀態(tài)監(jiān)測、質(zhì)量檢測與智能維護功能的層次化開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)[10]。

1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

系統(tǒng)分為上下兩層,分別為數(shù)控系統(tǒng)在機監(jiān)測單元和遠程故障診斷中心。底層數(shù)控系統(tǒng)在機監(jiān)測單元在實現(xiàn)數(shù)控加工正?？刂频耐瑫r,還以高性能MCU架構(gòu)控制器為核心構(gòu)成底層監(jiān)測節(jié)點,完成現(xiàn)場信號的采集、監(jiān)測與上傳。上層遠程監(jiān)控診斷中心結(jié)合了Internet技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),采用B/S架構(gòu)的信息交互模式,并以數(shù)據(jù)庫為核心,將底層數(shù)控系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,從而實現(xiàn)全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。上下層之間的數(shù)據(jù)通信通過安裝在控制器上的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊實現(xiàn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)控機床在機監(jiān)測與智能維護系統(tǒng)框架

2 數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計

數(shù)控系統(tǒng)的本質(zhì)功能是實現(xiàn)機床電機的軌跡控制及開關(guān)元件的合理邏輯控制,因此,運動控制與邏輯控制構(gòu)成了數(shù)控系統(tǒng)的基本功能。同時,數(shù)控系統(tǒng)正日益被賦予更多的功能期望[11],并且作為開放式數(shù)控系統(tǒng),還須具備接納后續(xù)新技術(shù)/新功能的能力。這些功能可以被認為是作為數(shù)控系統(tǒng)的擴展功能而存在。故在系統(tǒng)設(shè)計之初應(yīng)遵循以下幾個準(zhǔn)則[12-13]:

(1)以應(yīng)用軟件為主實現(xiàn)系統(tǒng)的開放特征,同時支持具備標(biāo)準(zhǔn)接口特征的第三方硬件設(shè)備的接入。

(2)以滿足專有技術(shù)或新技術(shù)的嵌入、第三方組件接入以及系統(tǒng)功能擴展為主要目標(biāo),并在可控的范圍內(nèi)有限支持自主配置。

(3)建立分層的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),基于功能相關(guān)性構(gòu)建單元模塊,形成系統(tǒng)多級開放策略與實現(xiàn)手段。

在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)構(gòu)建了一個四層次的參考模型(圖2),四層次即外設(shè)接口層、系統(tǒng)硬件層、系統(tǒng)軟件層以及應(yīng)用軟件層?；趹?yīng)用軟件層與外設(shè)接口層,可實現(xiàn)用戶的特殊功能配置,而操作系統(tǒng)層通常不具備用戶級的可配置性。

為提高系統(tǒng)的實時性,系統(tǒng)硬件平臺支持多處理器結(jié)構(gòu)以提供并行運算處理服務(wù)。各處理單元通過內(nèi)部總線進行信息交互。除操作系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)非實時任務(wù)由主CPU進行處理外,實時精插補與位置控制、PMC實時邏輯控制、數(shù)據(jù)采集以及狀態(tài)分析與優(yōu)化等具有大運算量與資源消耗或較高實時性要求的持續(xù)性任務(wù)均可采用單獨的嵌入式微處理器或高速DSP來執(zhí)行。

圖2 系統(tǒng)開放式架構(gòu)參考模型

在硬件可插拔的系統(tǒng)接口方面,采用數(shù)字通信方式的現(xiàn)場總線技術(shù)具有信號精度高、抗干擾、可實現(xiàn)雙向傳輸?shù)戎T多優(yōu)勢,對于控制系統(tǒng)的開放化、網(wǎng)絡(luò)化以及形成真正的分布式控制模式具有積極的促進作用,已成為工業(yè)控制系統(tǒng)的新型通信標(biāo)準(zhǔn)[14-16]。因此,在系統(tǒng)的參考結(jié)構(gòu)模型中,以現(xiàn)場總線作為與外圍控制設(shè)備進行通信的主要手段,允許用戶基于現(xiàn)場總線進行現(xiàn)場設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)的快速構(gòu)建。

為實現(xiàn)與傳統(tǒng)的設(shè)備級模擬量(4～20mA/0～5V DC等)和開關(guān)量信號(24V DC)控制方式兼容,模型中保留了模擬控制接口,并通過軸適配器及I/O適配器實現(xiàn)對功率器件的連接控制。軸適配器接收系統(tǒng)指令脈沖或外接脈沖發(fā)生器信號,經(jīng)調(diào)理放大轉(zhuǎn)換為實際輸出控制電壓;同時可接收編碼器、光柵尺等反饋脈沖,交由軸控制模塊實現(xiàn)位置伺服控制。I/O適配器則主要完成開關(guān)量信號的隔離、功放處理以及反向與極性的調(diào)整,以此實現(xiàn)不同類型的外接電氣對系統(tǒng)透明。在參考模型中,配備標(biāo)準(zhǔn)接口的軸適配器及I/O適配器掛接于系統(tǒng)局部總線,輸出模擬控制信號。每個軸適配器可支持一個或多個進給電機或主軸電機驅(qū)動器。I/O適配器則可根據(jù)控制點數(shù)進行選配。通過掛接不同的適配器及功率器件,用戶可從底層硬件層次上完成自定義的適應(yīng)性配置。

控制系統(tǒng)與除機床電氣設(shè)備外的其余外圍設(shè)備進行的互聯(lián)由PC標(biāo)準(zhǔn)外部總線實現(xiàn),該總線支持現(xiàn)行的多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。擴展接口則主要用于支持采用專用接口的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,如外接交互設(shè)備擴展等。

系統(tǒng)軟件層包括三個層面,分別用于設(shè)備驅(qū)動、操作系統(tǒng)內(nèi)核管理以及為應(yīng)用程序提供接口。硬件抽象與驅(qū)動層位于操作系統(tǒng)內(nèi)核與底層硬件之間,為上層應(yīng)用提供設(shè)備驅(qū)動功能并屏蔽硬件細節(jié),實現(xiàn)設(shè)備的初始化與釋放、與上層的數(shù)據(jù)通信、響應(yīng)服務(wù)請求及異常處理等操作。操作系統(tǒng)(OS)主要提供內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)管理、任務(wù)調(diào)度、時鐘管理、資源分配等系統(tǒng)服務(wù)功能。系統(tǒng)API層為上層應(yīng)用軟件提供統(tǒng)一的系統(tǒng)服務(wù)及設(shè)備調(diào)用程序接口。

應(yīng)用軟件層由不同功能模塊(FM)組成,完成數(shù)控系統(tǒng)的各具體功能,每個功能模塊實現(xiàn)一組具有目標(biāo)趨同性以及較高耦合性且整體相對獨立的功能。每個模塊具備獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及對象管理與任務(wù)處理機制,其組成功能模塊分別稱為基模塊與擴展模塊。這些功能模塊構(gòu)成系統(tǒng)功能體系的次級劃分。模塊內(nèi)部通常又包含一個或多個功能組件(FC),它們是一種經(jīng)過預(yù)編譯的可執(zhí)行體。這些功能組件成為實現(xiàn)用戶自定義或第三方功能軟件“可插拔”的基本單元。

3 嵌入式監(jiān)測單元的系統(tǒng)設(shè)計

數(shù)控機床整體運行性能是由各個關(guān)鍵功能部件的集成來實現(xiàn)的,同時與機床的加工方式、加工工件、加工參數(shù)、刀具選擇等密切相關(guān)?；诖?嵌入式監(jiān)測單元采用基于目的分類監(jiān)測的方法,進行實時加工過程的監(jiān)測、刀具運行狀態(tài)的監(jiān)測、進給系統(tǒng)的監(jiān)測、過程型設(shè)備動作的監(jiān)測等,從而解決數(shù)控裝備運行中的加工優(yōu)化問題、刀具自身狀態(tài)的預(yù)判問題、進給系統(tǒng)以及主軸運行狀態(tài)的健康評估問題等,完成數(shù)控裝備早期故障預(yù)警以及突發(fā)事件處理,保障數(shù)控裝備的安全運行,提高工作效率。

嵌入式監(jiān)測單元采用DSP+ARM(advanced RISCmachines)的主從式架構(gòu)[17-19],利用DSP實現(xiàn)運行狀態(tài)信號的采集和預(yù)處理,將主處理器ARM從繁重的計算任務(wù)中解放出來,主要負責(zé)接口控制及數(shù)據(jù)存儲、傳輸?shù)热蝿?wù),并將分析的結(jié)果通過現(xiàn)場總線傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)?；谠摾砟钤O(shè)計的監(jiān)測模式,可以充分發(fā)揮兩種處理器的優(yōu)勢,既能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的精確采集,又能保證運算處理的實時性與準(zhǔn)確性,而且嵌入式監(jiān)測單元作為獨立的單元實體完成信號的處理功能,避免了占用數(shù)控系統(tǒng)太多的資源,同時采用現(xiàn)場總線進行通信又保證了信息交互的實時性。

嵌入式監(jiān)測單元的硬件平臺主要由信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊三部分組成,如圖3所示。

圖3 嵌入式監(jiān)測單元系統(tǒng)硬件示意圖

信號調(diào)理模塊的主要功能是濾除工頻干擾、截止頻率以外不需要的頻率成分以及自動調(diào)節(jié)增益。

數(shù)據(jù)采集模塊主要是進行數(shù)據(jù)信號采集,其CPU采用DSP+FPGA(field p rogrammab le array)的模式。DSP作為采集模塊的主CPU,完成對整體模塊的控制;FPGA作為采集模塊的從CPU,用于ARM 與DSP的通信及握手電路的設(shè)計,同時為采集模塊提供必要的時鐘信號和控制信號。另外,在采集模塊中還有一些必要的存儲單元:FLASH(2M)用于存儲DSP的運行程序,SDRAM(32M)用于暫時存儲采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析模塊的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和分析。數(shù)據(jù)分析單元由ARM作為CPU,通過雙端口RAM完成對采集數(shù)據(jù)的接收、存儲和信號分析,并通過現(xiàn)場總線與數(shù)控系統(tǒng)進行信息交互,從而實現(xiàn)真正的無縫連接。基于模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以及利用現(xiàn)場總線與外部進行交互,保證單元具有柔性化和可移植性。圖4為嵌入式監(jiān)測單元的程序流程圖。圖5、圖6為監(jiān)測單元的監(jiān)測對象實時界面。

圖4 嵌入式監(jiān)測單元系統(tǒng)程序流程圖

4 在機質(zhì)量檢測單元的設(shè)計

圖5 機床各運動軸負載實時顯示圖

圖6 機床各物理狀態(tài)實時顯示圖

監(jiān)測狀態(tài)信息分?jǐn)?shù)控加工設(shè)備(包括數(shù)控機床及數(shù)控系統(tǒng))運行狀態(tài)信息和被加工工件幾何信息兩大類。數(shù)控加工設(shè)備運行狀態(tài)信息由上述嵌入式檢測單元進行處理,而被加工工件幾何信息的檢測則由數(shù)控系統(tǒng)在機檢測模塊實現(xiàn)。

在機檢測模塊以外部三維測頭的觸發(fā)信號作為輸入標(biāo)志量。測頭可選用國產(chǎn)或國外品牌紅寶石接觸式三維測頭,測頭規(guī)格、測針長度及測球直徑等參數(shù)根據(jù)機床床身及工件尺寸進行選擇。數(shù)控加工過程中,當(dāng)完成某一特定工序后,開始進入工件幾何信息檢測流程,該流程主要是分析此前工序結(jié)束后工件的幾何精度。在機檢測模塊檢測到測頭輸入標(biāo)志量后,經(jīng)系統(tǒng)總線從運動控制模塊獲取反饋的當(dāng)前測量點實際坐標(biāo)[20]。所有測量點測量完后測量數(shù)據(jù)將被送入誤差評定單元。所有測量點測量數(shù)據(jù)以及誤差評定單元分析結(jié)果以日志形式保存在在機檢測存儲區(qū),作為后續(xù)工藝調(diào)整及故障診斷的信息源。在機質(zhì)量檢測流程如圖7所示,圖8為在機質(zhì)量檢測模塊對加工質(zhì)量進行初步分析的截圖。

5 系統(tǒng)開發(fā)的遠程診斷中心

圖7 在機質(zhì)量檢測流程示意圖

圖8 在機質(zhì)量檢測初步分析結(jié)果截圖

遠程診斷中心是基于Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的,它為數(shù)控機床的故障診斷分析提供了詳盡的功能支持。它對底層的監(jiān)測節(jié)點(數(shù)控系統(tǒng))傳輸過來的信息進行存儲、分析、故障確診與預(yù)測、結(jié)果顯示、打印以及將分析結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給底層監(jiān)測節(jié)點(數(shù)控系統(tǒng)),然后數(shù)控系統(tǒng)可以以此來進行相關(guān)操作,以保障機床的安全運行[21-22]。按照功能劃分的遠程診斷中心主要分為兩個部分:服務(wù)器數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用分析系統(tǒng)。

5.1 遠程診斷中心的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫

圖9 遠程診斷中心服務(wù)器登錄參數(shù)設(shè)置界面

底層監(jiān)測節(jié)點(數(shù)控系統(tǒng))基于TCP協(xié)議及FTP協(xié)議實現(xiàn)與遠程診斷中心的連接(圖9),將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳到中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫,由它對數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理,如對數(shù)據(jù)庫存儲的內(nèi)容進行存儲、查詢、修改和刪除等操作。數(shù)據(jù)庫主要分為實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫和特征數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)主要有機床當(dāng)前加工參數(shù)與數(shù)據(jù)采集參數(shù)、各通道設(shè)置參數(shù)、各通道原始波形數(shù)據(jù)、各通道頻譜數(shù)據(jù)、過程參數(shù)等。歷史數(shù)據(jù)是實時數(shù)據(jù)經(jīng)篩選壓縮后保留下來的有用信息,按年、月、日等進行分檔壓縮存儲,其中各檔存儲間隔和時間長度可設(shè)置。歷史數(shù)據(jù)采用一定的壓縮策略進行存儲,當(dāng)機床正常運轉(zhuǎn)時,數(shù)據(jù)保存密度和數(shù)量增加;當(dāng)機床出現(xiàn)異常情況時,密度和數(shù)量減少。特征數(shù)據(jù)是各監(jiān)測信號經(jīng)信號分析處理(時域分析、頻域分析、相關(guān)分析、趨勢分析等)后的、表明機床實質(zhì)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

5.2 機床狀態(tài)的遠程診斷中心應(yīng)用分析系統(tǒng)

監(jiān)測診斷中心應(yīng)用分析系統(tǒng)主要是對傳輸?shù)椒?wù)器數(shù)據(jù)庫中的信息進行相關(guān)的處理分析,可分為模塊動態(tài)測試及信號分析系統(tǒng)、故障診斷與預(yù)測系統(tǒng)。圖10為數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)機床出現(xiàn)報警時傳遞給中心的相關(guān)信息截圖。

圖10 數(shù)控系統(tǒng)信息時間快照

6 結(jié)束語

針對數(shù)控機床監(jiān)測與運行控制集成中存在的標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性低,實時性、柔性化差以及信息共享率低等問題,提出一種基于嵌入式監(jiān)測單元與在機質(zhì)量檢測單元的數(shù)控系統(tǒng)集成監(jiān)控的解決方案,給出了系統(tǒng)整體模型以及嵌入式監(jiān)測單元、在機質(zhì)量檢測單元的具體構(gòu)造。利用總線與組建技術(shù)的優(yōu)勢,實現(xiàn)系統(tǒng)各個功能單元實體軟硬件的靈活配置,并使監(jiān)測、檢測單元具有可移植性與可擴展性,符合數(shù)控系統(tǒng)柔性化、集成化的發(fā)展趨勢。數(shù)據(jù)采集及其初步分析、存儲均在數(shù)控系統(tǒng)上完成,而數(shù)控系統(tǒng)依據(jù)此數(shù)據(jù)以及通過網(wǎng)絡(luò)從遠程監(jiān)控中心獲得的交互信息,實現(xiàn)相應(yīng)的機床運行狀態(tài)顯示與自適應(yīng)維護策略,并將監(jiān)測、檢測數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,實現(xiàn)信息的高度共享,為遠程維護模式的應(yīng)用提供豐富的數(shù)據(jù)資源。本文設(shè)計的方案已經(jīng)應(yīng)用于TDNC-H8數(shù)控系統(tǒng)中。

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Recon figurab le CNC System w ith Functions of StateMonitoring and IntelligentMaintenance on Machine Based on Networks

Wang Taiyong1Ding Yanyu1Han Zhiguo2Liu Zhenzhong1Shao M ingkun1
1.Tianjin U niversity,Tian jin,300072 2.Tianjin Light Industry V ocational and Technical College,Tianjin,300161

A monitoring CNC system based on networks was designed.Based on the comprehensive p lanning of function module of the CNC system,a four-layer open architecture reference model was proposed,which met demands of the structural ad justment and follow-up extension.To satisfy them ultifucntion integration of CNC system ,machine tool state monitoring,taking the real-time processing quality and avoiding the twice fixturing,the prototype of CNC system based on embedded monitor unit was studied and constructed.Analyzing the situation ofm achine tool statem onitoring,furthermore,the embedded monitor unitmodelw as set up by the structure of DSP(digital signal processing)and ARM(advanced RISC machines).The unit,by which the state ofmachine tools can be accessed,connected w ith CNC system through a bus and can be reconfigured for the target changing or to meet different demands;U sing the open architecture,quality testing unit was embedded to get the geometry information of the part on machine.It provides a feasible program of toolmaintenance and mu ltifunction integration.

com puterized numerical control(CNC)system;statemonitoring;quality testing;layering;bus

TG502;TP1;TP27

1004—132X(2011)11—1327—06

2010—12—30

國家自然科學(xué)基金資助項目(50975193);國家科技重大專項(2009ZX04014-101)

book=1332,ebook=403

(編輯 蘇衛(wèi)國)

王太勇,男,1962年生。天津大學(xué)數(shù)字化制造與測控技術(shù)研究所所長,天津大學(xué)機械工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師,北京交通大學(xué)數(shù)字化制造與智能測控技術(shù)中心主任。主要研究方向為數(shù)字化制造與數(shù)控技術(shù)、智能診斷與動態(tài)測控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)制造及信息化技術(shù)等。獲省部級自然科學(xué)和技術(shù)進步獎8項,獲國家發(fā)明專利10余項。發(fā)表論文200余篇。丁彥玉,男,1988年生。天津大學(xué)機械工程學(xué)院博士研究生。韓志國,男,1973年生。天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程學(xué)院副教授。劉振忠,男,1982年生。天津大學(xué)機械工程學(xué)院博士研究生。邵明堃,男,1986年生。天津大學(xué)機械工程學(xué)院碩士研究生。