高性能工业铝材生产中必需的关键熔体净化技术，可去除普通过滤方法难以除净的<10μm微细夹杂，显著提高材料的加工性能与表面质量，并改善其塑性、抗疲劳等力学性能 技术背景： 高性能工业铝材生产中必需的关键熔体净化技术，可去除普通过滤方法难以除净的<10μm微细夹杂，显著提高材料的加工性能与表面质量，并改善其塑性、抗疲劳等力学性能 技术水平： 采用国际铝工业界公认的PoDFA 检测装置，分析表明经过电磁净化后夹杂物含量可降低到 0.02 mm2/kg，达到国际先进水平。 获得7项中国发明专利和1项美国专利。获得国家技术发明二等奖、上海市技术发明一等奖和中国有色工业科学技术二等奖各1项。

本研究针对回转支承（属轴承类基础件）制造中存在的薄形齿圈及滚道的强力切削易颤、通用设备加工效率低、滚道精度不稳定，产品检测技术落后、综合性能实验设备空白等技术难点，开展理论研究，并突破技术难点，发明了用于回转支承制造的4种新型装备，并实现工业应用。项目主要成果包括以下3个方面： ①研制用于回转支承成形齿加工的极坐标数控成形铣齿、磨齿机。研究强力成形铣齿断续切削机理，提出了切削转矩计算模型和极坐标系下机床拓朴结构精度模型并应用，突破了回转支承强力成形齿加工效率低、易颤振的难题，取代了滚

本项目主要为企业提供机械装备关键零部件的修复和加工工艺等关键技术， 通过激光熔覆、热喷涂等技术优化了再制造产品修复的工艺参数，提高修复层 的性能，实现修复层的精密低应力平整化加工，提高修复产品的表面质量，形 成薄壁、弱刚性零件辅助加固高效高精度加工技术，降低加工过程中产生的振 动，避免出现加工变形，为企业进行机械产品再制造提供技术支持。

本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；

主要研究方向：一、生物医学检测技术二、传感器网络研究三、光机电一体化智能系统研发一、生物医学检测技术 SPR生物医学检测系统应用： 

成果简介：  研发采用视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制以实现真空腔体的智能化焊接。为了适合高速处理焊前的对接焊缝图像和处理多种焊缝图像，研发基于区域的焊缝图像处理算法和基于边缘的焊缝图像处理算法。研发根据焊缝图像的特点定义焊缝的位置偏差和角度偏差，在此基础上设计焊缝跟踪控制器。进而，利用视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制，实现智能

1.痛点问题 协作机器人是在共享空间中与人互动或在附近安全工作的机器人。与传统工业机器人相比，协作机器人的优点主要体现在人机共融环境中的安全性、交互性、灵巧性和智能性。这种机器人不仅性价比高，而且安全方便，能够极大地促进制造企业的发展。针对我们国家协作机器人方向，机器人关键核心部件（一体化关节、扭矩传感器、力矩电机、自适应控制器）受到国外卡脖子影响，系统软件、智能感知和决策算法储备不足，整机集成设计方面需要极大提升，因此攻破关键制约，加速智能协作机器人发展刻不容缓。 2.解决方案 本项目总体目标是实现自治友好的智能协作机器人系统。突破了“感-驱-控”一体化关节集成设计技术、分布式实时控制系统架构设计技术、高带宽自适应柔顺运动控制技术、基于机器学习的视觉感知技术，形成一批关键核心部件，包括扭矩电机、力矩传感器、一体化关节、分布式控制器和末端执行器，实现轻量化、模块化的协作机器人单臂和双臂，和围绕复杂应用场景开展应用验证。 合作需求 1）构建针对于产品打磨的专业化团队； 2）组建针对产品的专业化管理和销售团队； 3）搭建研发的实验基地和批量生产基地，以及寻求资金支持。 或者，寻找有实力的产业企业，开展技术转移。

技术人才：智能制造、氢能源相关专业，研究生及以上学历，10年以上研发经验，能够指导产品研发。

团队联合中美研究成员，应用三维激光成像技术，研发了具有世界先进水平的三维激光道路路面智能检测车，可在最高采集时速100km/h的情况下，对约4m宽的路面范围实现毫米级三维扫描。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 团队联合中美研究成员，应用三维激光成像技术，研发了具有世界先进水平的三维激光道路路面智能检测车，可在最高采集时速100km/h的情况下，对约4m宽的路面范围实现毫米级三维扫描。同时，创新应用先进的深度学习技术，开发了路面病害及路面特殊构造物智能识别算法，可精准识别路面裂缝、坑槽、灌缝、修补、错台、标线、伸缩缝、板缝、伸缩缝、井盖等多种路面病害及路直特殊构造物。相关研究成果在中国、美国、巴西、南非、日本、印度等多个国家的道路检测工程实践中已得到大量应用。

成果简介精密锻造成形（或称闭塞挤压成形） 是一种新型精密塑性制造技术， 它是当今金属制品制造先进技术之一。 所开发的闭塞精密挤压成形工艺技术不仅可以在制造过程中节材、 节能， 缩短产品制造周期， 降低生产成本， 而且可以获得更好的材料组织结构与性能， 提高产品的安全性、 可靠性和使用寿命。 随着我国汽车、 摩托车、 兵器、 航空及通用机械等重点产业的发展， 精密塑性加工技术将成为提高产品性能与质量， 提高市场竞争力， 降低制造成本的关键技术。成熟程度和所需建设条件本项目自主开发， 技术国内领先， 并已成功应用汽车零部件的工业化制造。项目实施需要有一定的锻造或挤压设备以及辅助设施。技术指标（1) 可有效减小变形载荷， 成形复杂结构零件， 缩短工艺流程；（2) 提高材料利用率 10—30%；（3) 提高锻件尺寸精度， 减少机加工工序和成本；（4) 改善产品力学性能， 提高产品品质；（5) 降低设备负荷 20-50%以上。 可成形锻件重量范围大， 与同类产品生产工艺相比节约总成本 15-30%以上。市场分析和应用前景汽车工业是我国重点发展的支柱产业。 近几年通过不断自主创新和不惜努力， 汽车工业的规模和品质都得到了飞速发展。 特别是在最近几年我国汽车工业独领风骚， 一举成为世界第一制造大国。 根据国家行业统计 2012 年全国销售汽车近 1700 万台， 今后几年还将以 10%以上的速度发展。 按照全国年销售 1700 万辆计算， 汽车用各类结构件如轴承轮毂、 齿轮坯、 滑块星套、 发电机磁极等每种零件的实际需求都将达到 3500 万只以上， （不含汽配市场）。 但目前国内以精密成形技术为核心的发展状态相对滞后， 采用精密塑性加工的比例与发达国家相比差距较大， 有很大的发展应用空间。社会经济效益分析项目实施以来， 可以提高产品质量和精度， 同时降低制造成本， 改善制造环境。 不仅为企业带来可观的经济效益， 也能有效地保护了环境， 产生了良好的社会效益。合作方式合作开发、 技术（实施） 许可联系方式冶金学院 郑光文 电话： 18155564763 邮箱： 1822147001 @qq.com