华南理工大学焊接装备团队经过多年艰苦努力，成功开发出面向复杂水下空间环境的机器人水下焊接制造系统，在水下机器人移动平台、水下机器人焊接电源、潜水送丝装置、微型排水装置、水下视觉检测、工艺过程计算模拟、质量评价等关键核心技术取得了突破。研制的机器人水下焊接系统已在中广核等进行示范应用，可应用于强核辐射环境水下焊接与在役修复，水下焊接制造过程稳定，焊缝成形美观，焊接接头质量优良。通过产学研用合作，部分核心技术已在国内焊接设备上市公司等进行技术转化。 相关研究成果已申请国际PCT 5项、国家专利81件（发明42件），软件著作权登记21件。研究工作被科技日报作为35项卡脖子技术之一（第28项）进行了重点报道，人民网、新华网、中国新闻网等主流媒体都做了相关报道。 党中央、国务院高度重视海洋经济发展，作出了建设海洋强国的重大战略部署。机器人水下焊接制造技术不仅可以满足海洋资源开发装备现场制造、在役修复的需要，还可以提升特种舰船以及海洋维权装备在恶劣环境下的自动化维保能力，也能够应用于核电站强核辐射环境应急事故紧急修复处理。水下机器人焊接制造技术是科技日报重点报道的35项卡脖子技术之一。 总体技术方案 电站现场机器人水下焊接实验

本发明公开了一种针对复杂曲线构件的激光焊接实时在线监控 系统。该在线监控系统的硬件平台包括激光焊接头、机器人、影像采 集设备、图像处理单元、数据处理单元、反馈调节单元、机器人控制 单元。该系统的目的是通过实时拍摄焊接头与工件的相对形位，将实 际形位与规划行位比对，计算回归规划路径所需的补偿矢量，继而将 该矢量加载于机器人上以调节机器人按照预定轨迹进行焊接。

所属行业领域 金属加工 成果简介 搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，具有接头无粗大凝固组织、气孔、夹杂、热裂纹等缺陷，且成本低、无污染、焊后残余应力及变形小、全位置焊接自动化等诸多优点，在航空、航天、船舶、核工业、兵器、交通运输、建筑、电力、能源、家电等领域中得到了广泛应用。ODS材料采用普通的熔焊技术容易严重破坏其原始结构，导致焊缝完全丧失母材ODS粒子强化的特性。另外，熔焊较高的温度也容易

成果简介（1） 实现焦炉立火道温度的直接测量； （2） 建立火道温度变化趋势数学模型； （3） 实现焦炉加热过程的全自动控制； （4） 建立炼焦指数模型；（5） 建立标准火道温度模型；（6） 根据甲方要求生成所需要的各种工艺流程、 趋势、 报表、报警和操作指导画面； （7） 节约煤气量达 3%左右； （8） 实时监测全炉各炭化室的工作状态； （9） 有利于延长炉龄， 稳定焦炭质量， 降低劳动强度； （10） 自动连续测量焦饼表面温度， 并自动生成趋势曲线和报表。

项目背景：锻造作业存在难以克服的高温、粉尘、噪声、 振动等严重危害操作者健康的缺点，基于职业健康安全的要 求，锻造生产实现自动化成为行业发展的必然趋势。加之劳 动力成本的增加，智能制造成为发展趋势，也是中国制造业 的重大发展战略。锻造伺服步进梁是锻造自动化的专用设 备，是面向高端锻造装备制造企业，实现多工位连续锻压， 实现自动化抓取锻件装置，不使用关节机器人，通过锻压机 和步进梁手抓的同步自动控制，抓取工件实现多工位锻压过 程。具有大幅度提高生产效率降低了用工量和生产成本，效 率是普通机器人的 2～3 倍，价格却只有机器人的 1/2～2/3， 是行业发展的关键核心设备。步进梁锻造自动化生产线适用 于批量大、多工位连续化锻造生产。通过步进梁自动化方式 实现大批量稳定化生产是世界知名锻造公司采用的最先进 生产方式。目前成熟的产品和技术，都是由国外大公司垄断， 国内尚无可替代的产品。锻造伺服步进梁的主要难点在于步 进梁属于三次元，各种参数的设计需要大量基础科学的理论 知识储备和实际经验的积累。本研究主要解决国内锻造伺服 步进梁面临的困难和技术难点，突破关键技术，实现其国产 化替代，保障供应安全，降低成本。锻造伺服步进梁主要部 分由左右单元框架，2 根梁，多对夹爪，锻件有感知装置， 操纵装置，10 台伺服马达（上，下移动闭合各 4 台，左右位 移 2 台），2 台减速器构成。锻造伺服步进梁的上下移动由伺服马达，滚珠丝杆来实现。夹爪的闭合由闭合伺服马达左右、 前后旋转滚珠丝杆来实现。梁的前进（右移）和后退（左移） 由减速器与齿轮、齿条驱动。 所需技术需求简要描述：1.上料装置位置移动，误差出 现，导致步进梁第一工位夹爪抓取不到棒料；2.夹爪抓料移 动下一工位过程中掉料；3.夹爪抓料移动下一工位过程中放 料位置偏移；  对技术提供方的要求:大学研究机构；熟悉锻造工艺和 伺服控制技术。具有智能制造技术的实施案例。 

本发明涉及振动能量收集技术领域，具体为一种机床主轴的振动能量收集装置及方法，该装置包括能量收集器、机床主轴、以及主轴箱壳体，所述机床主轴设有固定轴承，所述主轴箱壳体包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁垂直于所述第二侧壁，所述固定轴承的外壁与所述第一侧壁之间设有支撑架，所述第二侧壁与所述支撑架之间设有能量收集器，所述能量收集器通过磁致伸缩材料收集所述机床主轴的振动能量，将振动能量转换成电能，进而可以实现对机床的其他元件供电，节省了部分外部电源的供给，同时不影响机床主轴的正常运行，并有利于振动的传递。

数控立车切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在 20 世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。是制造业中重要工业领域，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等行业的主要加工技术，也是这些工业领域迅速发展的重要因素。为了满足市场和科学技术发展的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求,为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性,数控技术、制造过程技术在快速成型、并联机构机床、机器人化机床、多功能机床等整机方面和高速电主轴、直线电机、软件补偿精度等单元技术方面先后有所突破。 黑灯工厂”是 Dark Factory 的直译，即智慧工厂，因为从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均在空无一人的“黑灯工厂”内完成，无需人工操作，所以可以关灯运行，故而得名。智能化才是支撑企业的核心，智慧工厂中员工对智能化设备的掌控能力的要求大大提高，由原来的纯粹单一“操作为主，设备为辅”的角色演变为“设备为主，操作为辅”，需要员工变身为具备全面技术能力的工程师。技术工程师不仅要保证智能化生产线的正常运行，还要保证快速处理生产过程中产生的异常等，而且成为了智慧工厂的“隐形人”，由其在综合考虑效率、成本等因素的基础上决定哪些工作由机器完成，哪些由人完成，实际的生产仍是一个人机协作的过程。基于数字孪生建模、分析、调试、决策和运维等远程管控来实现和保障的。 本项成果的核心是黑灯模式下的动柱式数控机床智能装备及基于云控远程运维平台的加工产线的开发及其产业化，主要是开发中小型数控动柱立式机床智造装备、基于数字孪生驱动的云管控系统及 APP，研制低时延智能控制器并实现产业化。其关键技术是数字孪生驱动的一体化设计、智能控制AI 算法及其控制器和基于物联网的云控远程运维技术。数控机床与智能数字化+物联网+云平台相结合，因此形成的本成果是特有的数字化智能装备（数智装备）。 技术先进性和独占性在于： （1）基于数字孪生的动柱式数控车床的设计制造方法及精密加工自动化流程智能改进技术； （2）基于数字孪生驱动的自感知、自决策、可预测性运维等于一体的黑灯模式智慧工厂的云管控平台及制造服务 APP； （3）全新的基于区域选择性耦合控制的低时延智能控制技术的开发。创新点在于： （1）基于数字孪生模型的动柱式数控机床及其配套生产线的设计制造方法创新； （2）“倒立式五轴车铣中心”实现 5 面车铣复合加工；“动柱式数控立车”技术，X 轴主导轨、X 轴滚动丝杆、X 轴副导轨三者来定位动立柱技术；8-12 工位伺服液压刀塔，加工时换刀快、精度高、故障少； （3）通过内置 K210 智能芯片、SIM8200/8300 和智能传感等核心模块，实现了智能装备间 NB-ioT 和 mMTC 等 5G 物联通讯和人机交互； （4）将多源数控机床运行数据高效融合以及边缘计算与云端一体化，开发制造服务 APP 模块，构建面向制造服务生命周期的云网端管控平台； （5）基于区域选择性控制的低时延智能控制器实现了智能装备之间的网格化耦合控制，结合云网端管控系统及深度学习，构成智能产线。

本发明公开了一种数控机床的加工程序修正方法，属于数控技 术领域，包括如下步骤：S1 采集机床运行状态数据，建立机床运行状 态数据与加工程序的映射关系；S2 确定阈值，对不连续特征对应的加 工程序段进行标记，所述不连续特征即为机床运行状态数据中大于阈 值的数据；S3 计算不连续特征对应的加工程序段的修正值；S4 将步骤 S2 中所述标记以及步骤 S3 中所述修正值反馈给数控系统界面，以用 于修正加工程序。本发明方法可对数控加工过程中造成工件质量缺陷 的程序进行快速定位并进行修正。 

本发明提供了一种考虑结合部刚度的高速加工机床整机结构动态设计方法，其包括以下步骤：步骤1：高速加工机床三维数字化建模；步骤2：机床平面结合部动态参数计算；步骤3：机床导轨结合部动态参数计算；步骤4：高速加工机床整机结构动态特性分析计算；步骤5：高速加工机床整机结构动态设计。采用本发明提供的考虑结合部刚度的高速加工机床整机动态设计方法，能够大幅提高高速加工机床整机结构动力学建模与动态设计精度，缩短设计周期。不仅便于高速加工机床的正向设计，而且提高一次设计成功率。

本发明公开了一种基于切削激励的数控机床频响函数获取方法， 该方法包括：利用机床切削加工工程中产生的随机切削力激励机床结 构；利用传感器测量所需要获得频响函数部位的振动响应信号；建立 切削力模型，并且根据转速变化对切削力的影响，采用修正函数对切 削力模型进行修正；确定切削力计算模型中的系数，并且根据实验拟 合修正函数；根据计算得到的切削力和测量得到的振动响应，获得机床结构的频响函数，并将计算得到的频响函数进行曲线拟合，消除噪 声，得到最终的频响函数。按照本发明，能够获得辨识结果更加精确 可靠的机床在运