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研究領(lǐng)域(1)CAD/CAM及RPM相關(guān)技術(shù)：包括功能性梯度材料/生物醫(yī)學(xué)材料計算機(jī)輔助設(shè)計以及快速原型和制造（RPM）相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用；(2)面向功能構(gòu)件數(shù)字化制造的設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)，功能構(gòu)件的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計理論與方法；(3)功能構(gòu)件的多尺度建模、仿真分析與優(yōu)化；(4)高速精密加工工藝及裝備的動態(tài)精度設(shè)計：包括高速精密加工工藝系統(tǒng)動力學(xué)建模與仿真等。科研成果及簡介科研成果：(1)國家自然科學(xué)基金項目（59505005），“數(shù)控加工自適應(yīng)刀具軌跡規(guī)劃及動力學(xué)行為的研究”．1996年1月～1998年12月。完成人：張大衛(wèi)、黃田、倪雁冰、周立華、馮志勇、徐安平、閻兵。1998年12月結(jié)題，國際先進(jìn)。(2)河北省科技攻關(guān)計劃項目，“基于網(wǎng)絡(luò)的新產(chǎn)品快速開發(fā)系統(tǒng)”． 完成人：檀潤華、徐安平、段國林、梁艷紅、張瑞紅、劉力松、孫立新、苑彩云、曲云霞。2001年6月鑒定，國際先進(jìn)。2002年獲河北省科技進(jìn)步三等獎。(3)河北省自然科學(xué)基金項目，基于汽車減振器新型數(shù)學(xué)模型的汽車乘座動力學(xué)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計．完成人：檀潤華、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進(jìn)。(4)河北省博士基金項目，汽車非線性乘座動力學(xué)專用仿真軟件開發(fā)．完成人：檀潤華、陳鷹、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進(jìn)。(5)天津市自然科學(xué)基金項目，汽車非線性乘座動力學(xué)關(guān)鍵技術(shù)研究．完成人：檀潤華、陳鷹、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進(jìn)。(6)河北省自然基金項目（500050，5萬），三維布局問題建模及其求解方法的研究．完成人：段國林、張健楠、蔡瑾、王彩紅、何樹田、徐安平、張滿囤。2003年3月通過河北省科技廳鑒定，國際先進(jìn)。(7)河北省教育廳計劃項目（2000209，2萬），二維不規(guī)則形狀自動布局系統(tǒng)的研究開發(fā)．完成人：段國林、王彩紅、徐安平、張健楠、張滿囤、孟憲春。2003年3月通過河北省教育廳鑒定，國際先進(jìn)）(8)國家教育部高等學(xué)校骨干教師資助項目，快速原型件網(wǎng)上訂貨系統(tǒng)研究．完成人：檀潤華、梁艷紅、段國林、苑彩云、張瑞紅、徐安平、孫立新、劉力松、王永山。2000年1月——2001年12月。已結(jié)題。(9)天津市科委計劃項目，“基于MDT環(huán)境的內(nèi)嵌式RP數(shù)據(jù)處理軟件的研制”．課題組成員：徐安平、檀潤華、劉玉山、曲云霞、劉力松、陳青果、金艷麗。2001.1 ~ 2003.12.（1.5萬），2003年6月18日天津市科委組織專家組對項目進(jìn)行了總體驗收。(10)天津市科委計劃項目，“RP技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用”．課題組成員：段國林、徐安平、劉力松。2001.1 ~ 2003.12.（5萬），2003年6月18日天津市科委組織專家組對項目進(jìn)行了總體驗收。(11)河北省自然科學(xué)基金項目（500046），“數(shù)控環(huán)境下動態(tài)銑削過程物理仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)”．課題組成員：徐安平、曲云霞、閻兵、段國林、孫明達(dá)、李為民、劉玉山、金艷麗、陳青果。2000.3 ~ 2003.3. （3.5萬），2003年7月20日河北省科技廳組織專家對項目進(jìn)行了技術(shù)鑒定，國際先進(jìn)水平。(12)河北省教育廳博士基金項目，“數(shù)控環(huán)境下動態(tài)銑削過程仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)”．課題組成員：徐安平、曲云霞、閻兵、段國林、孫明達(dá)、李為民、劉玉山、金艷麗、陳青果。2000.1 ~ 2003.3.（3.5萬），2003年7月20日河北省科技廳組織專家對項目進(jìn)行了技術(shù)鑒定，國際先進(jìn)水平。(13)國家自然科學(xué)基金項目（50175025），“進(jìn)化過程驅(qū)動的產(chǎn)品概念設(shè)計模型研究”．課題組成員：檀潤華、段國林、徐安平、馬建紅、張瑞紅、苑彩云、王永山、姜屏。2001~2003,（7萬），2003年3月結(jié)題。(14)天津市自然科學(xué)基金項目（023603411），“組合夾具CAD中關(guān)鍵技術(shù)的研究”．課題組成員：段國林、丁銀周、蔡瑾、徐安平、張滿囤、李向東、李戰(zhàn)委。2002.6 ~ 2004.6（6萬），2005年7月3日天津市科委組織專家對項目進(jìn)行了驗收，國際先進(jìn)。(15)河北省自然科學(xué)基金項目（502047），“組合夾具計算機(jī)輔助構(gòu)形設(shè)計中基于案例的推理方法的研究”．課題組成員：段國林、丁銀周、蔡瑾、徐安平、張滿囤、李向東、李戰(zhàn)委。2002.1 ~ 2005.1.（6萬），2005年7月16日河北省科技廳組織專家對項目進(jìn)行了技術(shù)鑒定，國際先進(jìn)。(16)天津市自然科學(xué)基金項目（023605411），“MDT環(huán)境下RP數(shù)據(jù)處理及設(shè)備驅(qū)動程序的研究與開發(fā)”．課題組成員：徐安平、曲云霞、劉玉山、陳青果、侯紅葉。2002.6 ~ 2005.6（6萬），2005年8月6日天津市科委組織專家對項目進(jìn)行了驗收，國際先進(jìn)。(17)河北省優(yōu)秀專家留學(xué)基金項目，“選擇性金屬粉末直接燒結(jié)快速成形工藝關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研究”．項目負(fù)責(zé)人：徐安平。2002.1 ~ 2004.12（8萬），已完成。(18)河北工業(yè)大學(xué)“十五211”工程項目，“功能梯度實體快速制作機(jī)”．項目負(fù)責(zé)人：徐安平。2005.1 ~ 2005.12（20萬），已通過驗收。(19)河北省教育廳計劃項目, “基于RP的新產(chǎn)品快速開發(fā)系統(tǒng)”．課題組成員：段國林、徐安平、李翠玉、劉玉山、陳青果、侯紅葉。2001~2003（20萬），已完成。(20)國家863計劃項目（2002AA415300），“自主版權(quán)三維CAD和ERP軟件在離散型中小企業(yè)的應(yīng)用研究”．課題組成員：檀潤華、李向東，徐安平等。（50萬），2005年11月通過科技部驗收。(21)美國國家科學(xué)基金（NSF）項目（DMI-0218169），“Dental Restorations via Multi-Material Solid Freeform Fabrication”．課題組成員：Leon L. Shaw, Anping Xu, Jiwen Wang, Xiaoxue Li et al.(22)美國國家科學(xué)基金（NSF）項目（CBET-0930365），“Functionally Graded Orthopedic Implants via the Slurry Mixing and Dispensing Process．課題組成員：Leon L. Shaw, Anping Xu, et al.(23)天津市自然科學(xué)基金資助項目（043603111），“多坐標(biāo)高速銑削集成仿真系統(tǒng)研究”．完成人：閻兵，徐安平等。（6萬），2007年11月通過天津市科委驗收。(24)河北省自然科學(xué)基金資助項目（E2004000052），“CAD模型直接驅(qū)動的桌面立體打印設(shè)備驅(qū)動原理及實現(xiàn)方法研究”．完成人：徐安平，牛亞松，付建華，曲云霞等。（7萬），2008年1月31日通過河北省科技廳組織的專家鑒定，國際先進(jìn)水平。(25)河北省自然科學(xué)基金資助項目（E2006000039），“場信息驅(qū)動的復(fù)雜功能梯度實體建模理論及數(shù)字化制造關(guān)鍵技術(shù)研究”．完成人：徐安平，朱東彬，曲云霞等。（5萬），2010年5月結(jié)題。獲獎與專利 專利：(1)徐安平，朱東彬，曲云霞，郭艷華．一種非均質(zhì)功能構(gòu)件的制造方法與裝置[P]．國家發(fā)明專利，專利號：ZL 2008 1 0053855.5，授權(quán)公告號：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申請日：2008年7月16日）(2)徐安平，朱東彬，曲云霞，郭艷華．打印頭與激光頭構(gòu)成的組合頭[P]．國家實用新型專利，專利號：ZL 200820075355.7，授權(quán)公告號：CN 201211731Y，2009年3月25日（申請日：2008年7月16日）．(3)徐安平，汪建明，朱東彬，曲云霞．一種組織工程用三維多孔支架的制備方法及設(shè)備．國家發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01010210618.2，申請日：2010年6月28日．(4)徐安平，朱東彬，郭彬，曲云霞．一種三維條形碼標(biāo)簽及其制作方法．國家發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01010250088.4，申請日：2010年8月11日．(5)徐安平，蔡曉剛，朱東彬，劉志華．一種非均質(zhì)實體的制造方法及設(shè)備．國家發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01110269706.4，申請日：2011年9月13日．(6)徐安平，蔡曉剛，朱東彬，劉志華．一種非均質(zhì)實體的制造設(shè)備．國家實用新型專利，申請?zhí)枺?01120341665.0，申請日：2011年9月13日．軟件著作權(quán)：(1)現(xiàn)代集成快速原型系統(tǒng)(CIRPS V1.0)（軟件著作權(quán)登記，登記號：2005SR07148）．著作權(quán)人：徐安平、劉玉山、陳青果、侯紅葉、高艷平、曲云霞．中華人民共和國國家版權(quán)局，2005年7月。(2)現(xiàn)代集成快速原型系統(tǒng)(CIRPS V2.0)（軟件著作權(quán)登記，登記號：2007SR06739）．著作權(quán)人：徐安平、牛亞松、劉玉山、陳青果、侯紅葉、宋麗、曲云霞．中華人民共和國國家版權(quán)局，2007年5月。(3)非均質(zhì)實體造型系統(tǒng)（HO-CAD V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2008SR04932）．著作權(quán)人：徐安平、紀(jì)振鵬、曲云霞、趙競雄、劉志華．中華人民共和國國家版權(quán)局，2008年3月。(4)銑削過程物理仿真系統(tǒng)（MPSS V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2008SR07563）．著作權(quán)人：徐安平、曲云霞、孫明達(dá)．中華人民共和國國家版權(quán)局，2008年4月。(5)STL模型缺陷檢測與修復(fù)系統(tǒng)（STL Master V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2010SR041794）．著作權(quán)人：徐安平、張蕊、曲云霞、朱東彬．中華人民共和國國家版權(quán)局，2010年8月16日。(6)銑削過程物理仿真系統(tǒng)（MPSS V2.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2010SR061831）．著作權(quán)人：徐安平、張大衛(wèi)、張學(xué)中、靳紅偉、韓喜峰、常寧、曲云霞．中華人民共和國國家版權(quán)局，2010年11月18日。(7)基于Web的博碩士學(xué)位論文管理系統(tǒng)（DMMIS V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2011SR036294）．著作權(quán)人：張滿囤、徐安平、韓冬冬、張金鐲、王智琦、王麗、邊彬彬．中華人民共和國國家版權(quán)局，2011年6月10日。(8)基于Web的圖書館學(xué)科聯(lián)絡(luò)館員信息服務(wù)管理系統(tǒng)（IDISMIS V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2011SR042556）．著作權(quán)人：徐安平、王智琦．中華人民共和國國家版權(quán)局，2011年7月2日。可轉(zhuǎn)讓項目(1)一種非均質(zhì)功能構(gòu)件的制造方法與裝置[P]．國家發(fā)明專利，專利號：ZL 2008 1 0053855.5，授權(quán)公告號：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申請日：2008年7月16日）(2)打印頭與激光頭構(gòu)成的組合頭[P]．國家實用新型專利，專利號：ZL 200820075355.7，授權(quán)公告號：CN 201211731Y，2009年3月25日（申請日：2008年7月16日）．(3)一種組織工程用三維多孔支架的制備方法及設(shè)備．國家發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01010210618.2，申請日：2010年6月28日．(4)一種三維條形碼標(biāo)簽及其制作方法．國家發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01010250088.4，申請日：2010年8月11日．(5)一種非均質(zhì)實體的制造方法及設(shè)備．國家發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01110269706.4，申請日：2011年9月13日．(6)一種非均質(zhì)實體的制造設(shè)備．國家實用新型專利，申請?zhí)枺?01120341665.0，申請日：2011年9月13日．(7)現(xiàn)代集成快速原型系統(tǒng)(CIRPS V1.0)（軟件著作權(quán)登記，登記號：2005SR07148）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2005年7月。(8)現(xiàn)代集成快速原型系統(tǒng)(CIRPS V2.0)（軟件著作權(quán)登記，登記號：2007SR06739）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2007年5月。(9)非均質(zhì)實體造型系統(tǒng)（HO-CAD V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2008SR04932）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2008年3月。(10)銑削過程物理仿真系統(tǒng)（MPSS V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2008SR07563）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2008年4月。(11)STL模型缺陷檢測與修復(fù)系統(tǒng)（STL Master V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2010SR041794）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2010年8月16日。(12)銑削過程物理仿真系統(tǒng)（MPSS V2.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2010SR061831）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2010年11月18日。(13)基于Web的博碩士學(xué)位論文管理系統(tǒng)（DMMIS V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2011SR036294）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2011年6月10日。(14)基于Web的圖書館學(xué)科聯(lián)絡(luò)館員信息服務(wù)管理系統(tǒng)（IDISMIS V1.0）（軟件著作權(quán)登記，登記號：2011SR042556）．中華人民共和國國家版權(quán)局，2011年7月2日。可承擔(dān)（合作開發(fā)）科研項目與技術(shù)合作(1)CAD/CAM軟件開發(fā)，RPM相關(guān)技術(shù)開發(fā)：包括功能性梯度材料/生物醫(yī)學(xué)材料計算機(jī)輔助設(shè)計以及快速原型和制造（RPM）相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用；(2)功能材料或構(gòu)件的數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)開發(fā)；(3)功能構(gòu)件的多尺度建模、仿真分析與優(yōu)化技術(shù)；(4)高速精密加工工藝及裝備的動態(tài)精度設(shè)計。

本發(fā)明公開了一種數(shù)控加工狀態(tài)自學(xué)習(xí)的刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)為：刀具磨損規(guī)律學(xué)習(xí)庫存儲刀具學(xué)習(xí)磨損規(guī)律；數(shù)據(jù)獲取與判斷模塊將伺服驅(qū)動電流數(shù)字信號提供給數(shù)據(jù)處理模塊，進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并保存為監(jiān)控電流信號；特征提取與選擇模塊選擇與刀具磨損強(qiáng)相的信號特征；擬合預(yù)測趨勢曲線模塊建立信號特征與刀具加工壽命關(guān)系曲線；刀具磨損規(guī)律模塊從刀具磨損規(guī)律學(xué)習(xí)庫中獲得刀具學(xué)習(xí)磨損規(guī)律；將趨勢信號特征帶入刀具學(xué)習(xí)磨損規(guī)律中得出刀具磨損量；刀具磨損補(bǔ)償及換刀模塊根據(jù)刀具磨損量作出刀具磨損補(bǔ)償及換刀決策，提供給數(shù)控系統(tǒng)接口輸入模塊。

本項目系統(tǒng)地研究了陰極離子鍍第一代涂層(TiN，TiC和CrN)、第二代涂層(TiCN和TiAlN)、第三代涂層(TiN/TiCN)、第四代涂層(金剛石和DLC)、第五代涂層(TiAlSiN)和第六代涂層(AlCrN)的制備方法及其摩擦-磨損性能，適應(yīng)了數(shù)字化制造時代的需求，滿足了干切削的要求，具有高熱穩(wěn)定性、高抗氧化性和良好的紅硬性的優(yōu)點。本項目制備的高性能涂層，如TiAlN、AlCrN和TiAlSiN等在國內(nèi)有巨大的應(yīng)用市場，目前國內(nèi)的刀具和模具的涂層市場超過200億元。與國外同類涂層相比，性

本發(fā)明公開了一種用于五軸數(shù)控加工的刀具軌跡防過切的方法， 包括以下步驟:(1)將刀具沿刀軸方向向曲面投影，并得出新刀位點、 新刀觸點;(2)檢測所述新刀觸點在所述刀具上的位置;(3)調(diào)整所述刀 軸方向，轉(zhuǎn)而執(zhí)行所述步驟(1);(4)輸出所述刀軸方向 T 作為所述刀具 的刀軸方向，使該刀具的軌跡防過切。本發(fā)明通過對關(guān)鍵的過切種類 判定方式、刀具刀軸的調(diào)整方式等進(jìn)行改進(jìn)，能夠有效根據(jù)預(yù)先判定 的過切的具體位置，采用相應(yīng)的調(diào)整手段防止五軸數(shù)控加工的刀具軌 跡發(fā)生過切。

本發(fā)明公開了一種用于評估數(shù)控加工三軸刀具軌跡質(zhì)量的工藝 方法，其特征在于，包括：(a)獲取由 n 個離散點依序共同組成的三軸 刀具軌跡，記錄各個離散點在加工坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，將每個離散點 視為從坐標(biāo)原點指向其所處位置的向量；(b)利用所獲得的向量矩陣計 算三軸刀具軌跡的整體平滑度，并將其作為加工零件時的表面質(zhì)量評 估指；(c)計算上述三軸刀具軌跡所對應(yīng)的理想加工時間，并將其作為 加工效率的評估指標(biāo)；(d)完成對三軸刀具軌跡質(zhì)量的整體評估過程。 通過本發(fā)明，表明能夠準(zhǔn)確、高效和經(jīng)濟(jì)地評測三軸刀具軌跡加

成果簡介 成果包括：自主導(dǎo)航與控制技術(shù)、在線軌跡規(guī)劃技術(shù)、打磨力柔性控制技術(shù)及打磨缺陷在線自動檢測技術(shù)。實現(xiàn)了AGV全自動導(dǎo)航控制及在線規(guī)劃機(jī)器人打磨軌跡，采用力控算法和姿態(tài)適應(yīng)算法保證打磨力可控及曲面適應(yīng)性。 成果開發(fā)了智能磨拋系統(tǒng)，集成了移動機(jī)器人運控與SLAM技術(shù)、多傳感器融合的大型復(fù)雜曲面識別與磨拋路徑規(guī)劃技術(shù)、機(jī)械臂與打磨頭融合的打磨力控技術(shù)及磨拋質(zhì)量自動視覺檢測技術(shù)。可實現(xiàn)復(fù)雜曲面零件的遙控操作及自動磨拋，改善人工打磨的工藝環(huán)境，保證打磨質(zhì)量。 成果展示

該設(shè)備是一套由六自由度工業(yè)機(jī)器人，柔性砂帶機(jī)、料臺，卡抓、快換裝置及安全防護(hù)系統(tǒng)組成，可適用干有色金屬、塑料制品的自動化打磨、拋光。 本工作站按照企業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，通過學(xué)習(xí)拋光機(jī)器人工作站結(jié)構(gòu)，配置選型，控制原理、以及系統(tǒng)之間的通訊、打磨工藝分析、打磨拋光工裝設(shè)計原則、安全防護(hù)、I/O通訊、程序數(shù)據(jù)、程序編寫、硬件連接、通訊方式設(shè)定。掌握機(jī)器人編程操作、打磨拋光應(yīng)用、工裝設(shè)計基礎(chǔ)以及拋光工作站的解決方案實施、產(chǎn)品打樣與工藝驗證。

本發(fā)明屬于機(jī)械切削刀具制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及了一種激光熔覆石墨烯?陶瓷自潤滑涂層刀具及其制備方法。所述自潤滑涂層刀具的基體材料為高速鋼，刀具前刀面為石墨烯?陶瓷自潤滑涂層。該自潤滑涂層通過將石墨烯添加至Ａｌ２Ｏ３或Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷混合粉末中，采用ＣＯ２激光同步送粉方式在刀具前刀面熔覆制成。該刀具具有韌性好、硬度高及自潤滑作用的特點。干切削時，利用石墨烯在陶瓷刀具表面形成連續(xù)的固體潤滑膜，從而實現(xiàn)刀具本身的自潤滑功能。

本發(fā)明公開了一種數(shù)控機(jī)床切削加工的刀具磨損狀態(tài)識別方法，具體包括如下步驟：（1）數(shù)據(jù)采集（2）采集數(shù)據(jù)區(qū)間化，獲得區(qū)間數(shù)據(jù)集<img file="DDA00001669935800011.GIF" wi="787" he="88" />（3）對采集信號進(jìn)行小波包分解，獲得各頻段的能量百分比和相應(yīng)各頻段的上界小波包系數(shù)和下界小波包系數(shù)；（4）獲取多觀察序列（5）求取廣義隱馬爾科夫初始模型λ=（A,B,π）；（6）模型訓(xùn)練獲得最優(yōu)模型庫λ＝(λ₁,...,λ_n)；（7）把待識別磨損狀態(tài)的刀具磨損信號數(shù)據(jù)作為多觀察輸入代入上述最優(yōu)模型庫，識別刀具磨損狀態(tài)。本發(fā)明通過廣義區(qū)間概率來解決數(shù)據(jù)機(jī)床加工中研究刀具磨損狀態(tài)時，信息處理中出現(xiàn)的不確定性問題，識別準(zhǔn)確率顯著提高。

本發(fā)明公開了一種刀具跳動量及刀刃初始角的測量方法及裝置， 可以同步完成主軸跳動量及刀刃初始角的測量。本專利提出的裝置通 過兩個激光位移傳感器同時采集刀柄跳動量及刀齒跳動量。前者數(shù)據(jù) 用于計算刀具跳動量，后者數(shù)據(jù)與前者數(shù)據(jù)共同用于確定刀刃初始角。 測量數(shù)據(jù)通過串口通信，交由上位機(jī)處理。刀具跳動量的計算通過刀 柄處的激光位移傳感器采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行波峰波谷求差直接獲得；刀 刃初始角通過對刀柄、刀刃處激光位移傳感器采集的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行波 峰相位求差獲得。