西安交通大学机械工程学院导师教师师资介绍简介-吕盾

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本站小编 Free考研考试/2021-06-26

个人信息 - 吕盾基本信息

吕盾博士副教授博士/硕士生导师

奖励与荣誉
2014年上银优秀机械博士论文奖佳作奖

站点收藏
类别/站点
MTRG课题组
赵万华教授
张俊教授

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教育与工作经历
2013 - 今西安交通大学讲师副教授
2016-2017 德国斯图加特大学访问****
2007-2013 西安交通大学博士学习
2001-2007 江苏大学助教讲师
2003-2006 江苏大学硕士学习
1997-2001 江苏大学本科学习

讲授课程
本科生课程：
机械制造技术基础（春季）
产品设计与开发（秋季）
研究生课程：
机床设计装配与调试（秋季）

招生信息
硕士研究生招生
【学术学位】 080200 01（全日制）机械制造及其自动化
【专业学位】 085201 01（全日制）高端/智能制造装备与系统
博士研究生招生
【学术学位】080200（全日制）机械工程
研究方向：
面向机电装备、机器人的机电集成控制理论与方法
装备与工艺智能化技术
基于机器运行大数据的装备智能化基础研究

报考条件和考试科目详见西安交通大学研究生招生网：http://yz.xjtu.edu.cn/

联系方式
所在系所：机械工程学院先进制造技术研究所
机械制造系统工程国家重点实验室
快速制造国家工程研究中心
Email: dunnlu@xjtu.edu.cn
地址：西安市雁翔路99号西安交通大学曲江校区西五楼
邮编：710054

研究方向 - 吕盾研究方向
一、研究方向
五轴机床是航空发动机整体叶轮、航天发动机诱导轮和燃气轮机叶片等复杂曲面零件加工所必须的关键装备，是支撑航空、航天及能源工程等高端装备制造业的基础。复杂曲面零件五轴加工中，机床的动态精度是决定加工质量、影响加工效率的关键因素。五轴机床动态精度成因复杂，取决于CAD、CAM、CNC及伺服控制等各个环节，涉及运动学、动力学、控制论、空间几何及信息通信等多学科。实现高速下机床的高动态精度，一直是国际机床行业面临的挑战和追求的目标。

智能及大数据时代，实现高速下的高动态精度仍然是高端制造业的“初心”。采用智能与大数据理论及方法实现这一“初心”，具体研究方向如下：
1）高速/高加速下动态精度智能控制算法
高速/高加速下动态精度的差距是国产与先进进口机床在性能上差距的主要体现。为保证动态精度，国产机床往往只能降低进给速度/加速度，牺牲了加工效率。针对数控机床直线、转台及摆头等进给系统，在前馈、滤波、滑模等经典算法的基础上，研究新型的增强学习等智能控制算法，提高机床直线与转轴进给系统在高速/高加速下的动态精度。
2）复杂曲面零件加工智能五轴机床
通过“自我感知”数控系统的插补指令，“自我分析”插补指令的时频特征，“自我判断”各轴伺服特性的匹配性，使机床能够根据各轴速度指令的变化和差异“自我决策”伺服参数，在加工中“自我调整”各轴伺服特性。智能五轴机床可以根据零件及其加工精度和效率要求，为自身智能配置最优伺服参数。
3）机床大数据及加工精度预测与控制
数控机床及其在加工过程中包含各类丰富的数据，这些数据与动态精度有密切关联。研究传感器的布置方法，研究机床运行数据及状态数据的获取、传输及存储方法，研究机床大数据的融合及挖掘算法，建立机床各类数据与加工精度之间的映射关系，实现动态精度的离线/在线预测，并利用机床大数据在加工前或加工中对动态精度进行主动控制。
二、项目支撑
项目类别
项目名称及编号
起止时间
经费
主持/参与

国家自然科学基金面上项目
五轴机床伺服特性动态匹配及联动精度智能控制
（**）
2018-2021
60万元
主持

“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项
国产高档数控系统智能化技术研究开发及应用验证（2018ZX**-005）
2018-2019
1280万
第二
负责人

“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项
精密箱体类零件加工用高精度数控坐标镗床关键技术研究与应用（2016ZX**）
2016-2018
300万元
主持

“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项
国产五轴联动数控机床柔性生产线及生产单元飞机结构件应用示范基地
（2015ZX**）
2015-2018
215.2万
第二
负责人

博士后科学基金面上项目（一等）
五轴联动瞬变跟随行为及协调性智能控制方法
（2015M570825）
2015-2016
8万
主持

三、实验条件支撑

1）数控机床
n DMG HSC 75linear五轴加工中心，摆头+转台结构。
n 大连科德KMC 400U五轴立式加工中心，摇篮结构。
n VMC0856五轴联动加工中心，摇篮结构。
n RTLX950五轴加工中心，摆头+转台结构。
n 汽轮机叶片专用加工机床，九轴九联动。
n 龙门动梁双驱三轴高速铣床
n RTLX660定梁式三轴高速铣床
2）实验平台
n 大连科德GNC61开放式数控系统及伺服驱动、德国PA开放式数控系统、西门子840Dsl数控系统
n PEKER驱动器、COPLEY驱动器、自制开放式驱动器
n 高速滚珠丝杆单轴进给系统、高速直线电机单轴进给系统
n 直线电机十字滑台实验台、转台实验台、双摆头实验台

3）测试仪器
n 德国Etalon四基站激光跟踪仪，可用于测量和评定五轴联动轨迹精度。
n 比利时LMS18通道机床动态特性测试分析系统，可用于测量机床机械动态特性。
n 英国Renishaw XL80 激光干涉仪与 QC10球杆仪，可用于测量机床几何精度。
n 美国光动MCV-5004激光多普勒干涉仪，可用于测量机床几何精度。
n 德国Heidenhain KGM平面光栅，可用于测量平面轨迹精度。

四、产学研联合/研究生协同培养基地
高端/智能制造装备与系统方向研究生具有的协同培养基地：
1）科德数控股份有限公司
科德数控是国内五轴数控机床产销量最大的机床制造企业，也是国内唯一全部采用国产高档数控系统和关键功能部件的机床研制企业。
高端/智能制造装备与系统方向研究生可在科德数控实习、实践及联合培养，就机床动态精度等方面的核心问题开展联合攻关研究。

学术成果 - 吕盾学术文章与专利

一、发表学术论文
2020年
[1] Dun Lyu, Qing Liu, Hui Liu, Wanhua Zhao. Dynamic error of CNC machine tools: A state-of-the-art review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2020, 106(5), 1869-1891. DOI: 10.1007/s00170-019-04732-9
[2] 吕盾, 刘青, 刘沛, 汤洪涛, 赵万华, 卢秉恒. 五轴机床加工零件轮廓误差预测方法. 西安交通大学学报. 2020, 54(2):9-15.

2019年
[3] 吕盾,张天宇,郑贝贝,赛云祥,赵万华.长传动链摆头主轴高加速度启停控制策略研究[J].机械工程学报,2019,55(23):210-215.
[4] Xiao Yang, Rudolf Seethaler, Chengpeng Zhan, Dun Lu, Wanhua Zhao. A Model Predictive Contouring Error Pre-Compensation Method[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2019: 1-1. (SCI)
[5] Xiao Yang, Rudolf Seethaler, Chengpeng Zhan, Dun Lu, Wanhua Zhao. A Novel Contouring Error Estimation Method for Contouring Control[J]. IEEE-ASME Transactions on Mechatronics, 2019, 24(4): 1902-1907.
[6] Zhang, H., Liu, H., Du, C., lv, D., Zhang, J., & Zhao, W. (2019). Dynamics analysis of a slender ball-screw feed system considering the changes of the worktable position.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science,233(8), 2685–2695.https://doi.org/10.1177/9781

2018年
[7] Dun Lu, Sanli Liu, Xuewei Li, Diaodiao Wu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Optimal cutting directions by considering the dynamic mismatch between feed axes of machine tools. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2018, 95, 1607-1615. （SCI/EI）
[8] 吕盾, 李润泽, 刘辉, 赵万华, 卢秉恒. 数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制策略. 西安交通大学学报, 52(12), 25-31, 2018.12.
[9] Cunfan Zou, Huijie Zhang, Dun Lu, Jun Zhang and Wanhua Zhao. Effect of the screw-nut joint stiffness on the position-dependent dynamics of a vertical ball screw feed system without counterweight. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science,2018, 232(15): 2599-2609.
[10] Chao Du, Jun Zhang, Dun Lu, Huijie Zhang, wanhua Zhao. A parametric modeling method for the pose-dependent dynamics of bi-rotary milling head. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B Journal of Engineering Manufacture. 2018, 232(5):797-815.

2017年
[11] Dun Lu, Sanli Liu, Xuewei Li, Diaodiao Wu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Optimal cutting directions by considering the dynamic mismatch between feed axes of machine tools. Int J Adv Manuf Technol. 2017, doi.org/10.1007/s00170-017-1243-8.(SCI/EI)
[12] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Tool Path Generation for Turbine Blades Machining with Twin-tool. Journal of Manufacturing Science and Engineering–Transactions of the ASME . 2017, doi:10.1115/1.**. (SCI/EI)
[13] Xiaojun Yang, Dun Lu, Chengfang Ma, Jun Zhang, Wanhua Zhao. Analysis on the multi-dimensional spectrum of the thrust force for the linear motor feed drive system in machine tools. Mechanical Systems and Signal Processing. 2017, 82: 68-79. (SCI/EI)
[14] Cunfan Zou, Huijie Zhang, Dun Lu, Jun Zhang and Wanhua Zhao. Effect of the screw-nut joint stiffness on the position-dependent dynamics of a vertical ball screw feed system without counterweight. Journal of mechanical engineering science. (SCI/EI)

2016年
[15] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Thermal Characteristics of Water-lubricated Ceramic Hydrostatic hydrodynamic Hybrid Bearings. Tribology Letters. 2016, 63:23. (SCI/EI)
[16] Tao Liang, Dun Lu, Xiaojun Yang, Jun Zhang, Xiaobo Ma, Wanhua Zhao. Feed fluctuation of ball screw feed systems and its effects on part surface quality. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2016,101: 1-9. (SCI/EI)
[17] Hui Liu, Dun Lu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. Receptance coupling of multi-subsystem connected via a wedge mechanism with application in the position-dependent dynamics of ballscrew drives. Journal of Sound and Vibration. 2016, 376: 166-181. (SCI/EI)
[18] Xiao Yang, Dun Lu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. Analysis on steady-state vibration induced by backlash in machine tool rotary table. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C Journal of Mechanical Engineering Science. 2016, doi: 10.1177/2086. (SCI/EI)
[19] Jun Zha, Dun Lv, Qian Jia, Yaolong Chen. Motion straightness of hydrostatic guideways considering the ratio of pad center spacing to guide rail profile error wavelength. Int J Adv Manuf Technol. 2016, 82: 2065–2073 DOI 10.1007/s00170-015-7515-2. (SCI/EI)
[20] Xiaojun Yang, Yan Li, Chengfang Ma, Dun Lu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. A Novel Evaluation Method on the Precision of Linear Motor Feed System in High-speed Machine Tools. Materials Science Forum. 2016, 836-837:220-227.(EI)
[21] Xiaojun Yang, Chengfang Ma, Yan Li, Dun Lu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. The Analysis and Optimization of Machining Precision Based on Electromechanical Matching in High-speed Machine Tools. Materials Science Forum. 2016, 836-837:584-591. (EI)
[22] Chao Du, Jun Zhang, Dun Lu, Huijie Zhang, wanhua Zhao. A parametric modeling method for the pose-dependent dynamics of bi-rotary milling head. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B Journal of Engineering Manufacture. 2016. DOI: https://doi.org/10.1177/4599. (SCI/EI)
[23] Chao Du, Dun Lu, Jun Zhang, wanhua Zhao. Pose-Dependent Dynamic Modeling and Analysis of Bi-Rotary Milling Head. ASME 2016, International Manufacturing Science and Engineering Conference. 2016

2015年
[24] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. The maximum dynamic eccentricity ratio of hydrodynamic rolling hybrid bearings. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: J. Engineering Tribology. 2015, 229(2): 168-177. (SCI/EI)
[25] Xiaojun Yang, Dun Lu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. Dynamic electromechanical coupling resulting from the air-gap fluctuation of the linear motor in machine tools. International Journal of Machine Tool & Manufacture. 2015, 94: 100-108. (SCI/EI)
[26] Xiaojun. Yang, Dun Lu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. Investigation on the Displacement Fluctuation of the Linear Motor Feed System Considering the Linear Encoder Vibration. International Journal of Machine Tool & Manufacture. 2015, 98: 33-40. (SCI/EI)
[27] Junxun Ma, Dun Lu, Wanhua Zhao. Assembly errors analysis of linear axis of CNC machine tool considering component deformation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015, 12: 1-9. (SCI/EI)
[28] Xiao Yang, Dun Lu, Sanli Liu, Jun Zhang, Wanhua Zhao. Modeling and analysis of steady-state vibration induced by backlash in servo rotary table. Front. Mech. Eng. 2015, 10(1): 43–47. DOI 10.1007/s11465-015-0327-0.
[29] 马成方，杨晓君，张俊，吕盾，赵万华. 面向运动平稳性的直线电机推力的频谱特征分析. 西安交通大学学报. 2015,49(8):45-51 (EI).
[30] 位文明、吕盾、张俊、赵万华. 变姿态下摆台多支承轴系轴承刚度的计算方法. 华中科技大学学报(自然科学版). 2015, 10: 21-25.

2014年
[31] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. The Maximum Allowable Misalignment in Hydrodynamic Rolling Hybrid Bearings. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power –Transactions of the ASME. 2014, 136(8): 082501 1-6. (SCI/EI)
[32] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Effects of Rolling Bearing Type and Size on the Maximum Eccentricity Ratio of Hydrodynamic Rolling Hybrid Bearings. Tribology Transactions. 2014, 57(2): 225-229. (SCI/EI)
[33] 位文明、吕盾、张俊、赵万华. 三排圆柱滚子转台轴承静刚度的影响因素分析. 西安交通大学学报. 2014, 12.
[34] Wenming Wei, J Zhang, D Lu, W Zhao. Effect of tilting angle on the dynamics of tilting table driven by worm and worm wheel. Journal of Mechanical Engineering Science. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2014, 229(10): 1782-1791. (SCI/EI)

2013年
[35] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Cage speed of hydrodynamic rollinghybridbearings. Tribology Letters. 2013, 51(3): 303-309 . (SCI/EI)

2012年
[36] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. Staticcharacteristicsofanewhydrodynamic rollinghybridbearing. Tribology International. 2012, 48(4): 87-92. (SCI/EI)
[37] Dun Lu, Bingheng Lu, Jun Zhang. Effects of Parallel Misalignment on Performance of Hydrodynamic Rolling Hybrid Bearing. Proceedings of the ASME 2012 International Mechanical Engineering Congress & Exposition, (IMECE2012), November 9-15, 2012, Houston, Texas, USA. ( EI)

2011年
[38] Dun Lu, Wanhua Zhao, Bingheng Lu. A Zero Wear Assembly of a Hydrodynamic Bearing and a Rolling Bearing. Proceedings 2011 IEEE International Symposium on Assembly and Manufacturing (ISAM 2011), 25-27 May 2011, Tampere, Finland. (EI).

二、申请授权发明专利
2020年
[1] 吕盾赵艳超汤洪涛王大伟赵万华陈虎卢秉恒。一种数控系统插补生成运动指令评价指标的建立方法。申请（专利）号：CN7.9。公开（公告）号CNA。专利申请日：2019-03-28，授权公告日：2020-04-10
[2] 吕盾刘青赵万华卢秉恒。一种基于数控机床大数据的联动轨迹轮廓精度预测方法。申请（专利）号：2.7。公开（公告）号CNA。专利申请日：2018-08-23，授权公告日：2020-04-10
[3] 吕盾李润泽赵万华卢秉恒。一种应用于数控机床的自主调整伺服参数的智能方法。申请（专利）号：CN9.1。公开（公告）号CNA。专利申请日：2018-08-23，授权公告日：2020-03-31

2019年
[4] 吕盾赵艳超赵万华卢秉恒。一种面向动态精度的数控系统插补生成运动指令评价方法。发明专利。专利号：ZL 2018 1 **.0。授权时间：2019-05-10
[5] 赵万华刘大炜湛承鹏秦枭品吕盾。面向闭环频响一致的多轴机床伺服参数快速调整方法。申请/专利号：CN5.4。公开/公告号：CNA。申请日期：2019-05-10
[6] 张会杰赵万华邹存范刘辉杨晓君吕盾张俊。一种数控机床竖直轴进给系统配重点位置的确定方法。申请/专利号：CN6.7。公开/公告号：CNA。申请日期：2019-01-28

2018年
[7] 杨晓君赵万华刘辉吕盾李燕张俊。一种直驱高速进给系统伺服参数多目标优化方法。申请/专利号：CN2.7。公开/公告号：CNA。申请日期：2018-12-28

2016年
[8] 张俊，赵万华，曹洪勇，吕盾，胡敏。一种重型机床床身变形自动监测与报警装置。中国，申请日期：2015.12.01，公告日：2016.03.23，申请专利号：4.2，公告号：CNA。

2015年
[9] 赵万华，张俊，胡敏，马军旭，吕盾。一种微圆弧横梁导轨面的设计方法。中国，申请日期：2015.04.21，申请专利号：CN1.8，公告日：2015.07.22，公告号：CNA。
[10] 赵万华，张俊，胡敏，马军旭，吕盾。一种机床地脚螺栓布局的优化方法。中国，申请日期：2015.04.21，申请专利号：CN4.X，公告日：2015.07.22，公告号：CNA。

2011年
[11] 卢秉恒，吕盾，赵万华. 一种滑动滚动复合轴承装置：中国，ZL 2.7．2011-11-16．

三、注册软件著作权
2016年
[1] 赵万华杨晓君马成方张俊吕盾张会杰潘天航。直驱进给数据采集系统。登记日期：**，登记号：2016SR042886
[2] 赵万华杨晓君马成方张俊吕盾张会杰。直线电机进给系统推力特性分析软件。登记日期：**，登记号：2016SR042879
[3] 赵万华杨晓君马成方张俊吕盾张会杰。直线电机进给系统运动精度分析软件。登记日期：**，登记号：2016SR042865

2015年
[4] 赵万华，张俊，李翔宇，位文明，吕盾。回转轴几何精度与动态性能分析系统。登记日期：**，登记号：2015SRD19112。

2014年
[5] 赵万华，张会杰，刘辉，杜超，马军旭，张俊，吕盾。高加速度下滚珠丝杠进给系统动特性分析软。登记日期：**，登记号：2014SR028926。
[6] 赵万华，杜超，张会杰，吕盾，张俊，金涛。偏置式双摆角铣头动态特性分析及优化系统。登记日期：**，登记号：2014SR169191。
[7] 赵万华，杜超，吕盾，张俊，金涛。交叉滚子轴承动力学性能计算软件。登记日期：**，登记号：2014SR169194。
[8] 赵万华，杜超，位文明，谢振南，张俊，吕盾。摆叉式双摆角铣头动态特性分析及优化系统。登记日期：**，登记号：2014SR169306。

交流合作 - 吕盾交流合作
2018年3月8日，由同济大学张曙教授创办的工艺机床技术交流平台—第三届《智能制造与高端数控机床创新》高级研修班正式开课，作为同期在国家会展中心（上海）举办的CME中国机床展配套技术论坛。赵万华及吕盾老师受邀，发表《智能数控机床的关键技术》的现场演讲。
2018年2月2日西安交通大学子课题组一行8人，赴昆明机床厂参加04专项“精密箱体类零件加工用高精度数控坐标镗床关键技术研究与应用”课题的研究进展和技术研讨会。会上吕盾和郭俊康老师代表西交大课题组汇报了课题研究进展情况，并与主机单位详细讨论了后续工作计划。会议期间，对KHG100高精度坐标镗床进行了性能测试和实验验证。

2018年1月15日，成飞数控厂、昆明机床、中捷机床及宁江机床等领导和专家来访，交流04专项“国产五轴联动数控机床柔性生产线及生产单元飞机结构件应用示范基地”研究进展情况，研讨“国产五轴立式、精密卧式加工中心产业化支撑技术”的产学用对接和落地方案。

2017年12月22日，吕盾老师在成都西南交通大学参加了04专项“国产五轴联动数控机床柔性生产线及生产单元飞机结构件应用示范基地”的中期检查工作会议，并代表西安交通大学子课题组汇报了国产/进口机床性能对比测试等研究工作进展。
2016年7月20-22日，参加在意大利召开的第十届CIRP智能计算国际会议（10th CIRP International Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering. Ischia, Italy）

2016年6月27日-7月1日，参加在美国召开的第十一届ASME年会（ASME’s 11th Manufacturing Science and Engineering Conference. Blacksburg, Virginia, USA），并访问了美国芝加哥大学和西北大学。

2016年6月23-24日，参加在德国举办的产品与制造数字化会议（BMBF-Kongress Produktionsforschung, Produzieren in digitalen Zeitalter. Berlin, Deutschland.）

2016年5月31日-6月2日，参加在德国召开的CIRP第七届高速切削国际会议（7th CIRP Conference on High Performance Cutting. Chemnitz, Germany.）

2015年11月17-24日，与课题组老师及两名博士研究生一起赴德国汉诺威大学参加第15届航空航天工业加工技术创新会议（15th Machining Innovations Conference for Aerospace Industry）。另访问了斯图加特大学，Premium Aerotech公司和Schaltbau公司等。

研究团队 - 吕盾研究团队
一、团队与成员
数控机床研究组（Machine Tool Research Group, MTRG）成立于2008年，隶属于西安交通大学机械工程学院先进制造技术研究所及机械制造系统工程国家重点实验室。团队以高效高精加工工艺及高档数控机床为对象，研究高档机电装备中的机电耦合与集成设计问题，逐步形成了基础研究、关键技术攻关和工程应用的研究体系。团队追求顶天立地的科学研究目标，加强基础理论和创新能力培养，注重团队文化及育人环境建设。

团队带头人赵万华教授。目前，团队拥有教师8人，在读博硕士研究生40余人。

二、团队科研组织
团队自2013年开始，于每年新生开学季，对新生进行为期一个月基本科研技能培训。
各个课题小组每两周进行一次研究工作讨论会。
团队每月举行一次内部学术报告会。
每学期期末召开一次个人研究工作总结会和表彰会。

三、团队文体活动

自2012年，于每年毕业季隆重集会，祝贺MTRG青果成熟为红果，欢送红果离园，感谢一届届红果们为MTRG成长和壮大所做出的艰苦努力，祝福红果们一帆风顺、前程似锦。

团队定期组织问题活动，让青果们放松身心，强健体魄。