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摩擦焊接过程计算机测控系统
内容介绍： 釆用电液比例控制及计算机控制技术，实现焊接过程中主轴转速、轴 向压力（摩擦压力、顶锻压力）的闭环控制，滑台运动速度的开环控制， 可实时显示焊接过程中主轴转速、轴向压力（摩擦压力、顶锻压力）、焊 接缩短量（滑台位移）、摩擦功率（主轴电机电流）曲线与数据，开关量 （DI、DO）状态，可列表显示、回放、打印、存储与调用所有参数及曲线， 进行焊接方式控制。
西北工业大学
2021-04-14
双面双弧焊接机器人
双面双弧焊接技术是采用两个电弧在工件的两面同时操作立焊-立焊、平焊-仰焊的一种焊接工艺。双机器人协同双面双弧焊接技术是利用两台焊接机器人协同实现双面双弧焊接的技术。其关键技术包括双机器人电弧焊接同步协调技术，平焊-仰焊、立焊-立焊双面双弧熔池控制技术和双面双弧焊接工艺技术。 使用该系统焊接拥有三大优势：优质--同步熔透，焊缝缺陷少，外观成形好；低耗--焊接5-12mm厚板，无需开坡口，不填丝或极少填丝；高效--双面焊接，不需清根，工件无需翻转，效率极高，焊接10mm高强铝合金，焊接时
南京理工大学
2021-04-14
换热器管板接头环缝焊接设备
换热器管板接头数量多，管子排列密集，且无法转动，如图1所示。手工焊接方法在换热器管板焊接中效率低、对工人的劳动强度高且焊缝质量难以保证。
河海大学
2021-04-14
大尺寸焊接结构件高效建模方法
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高；同时有限元分析对网格模型的要求高，需要在保证计算精度的前提下保证计算效率，使用网格过渡技术，保证热源影响大的区域使用精细的网格，热源影响小的区域使用较粗的网格，从而达到相同网格条件下更精确地计算结果与更高的计算效率。例如《大型复材工装焊接工艺研究》项目，针对大型复合材料结构件Invar合金模具手工电弧焊焊接工艺进行研究，采用高效建模的手段对研究对象进行模拟分析，降低时间与材料等方面的成本。采用实验与仿真并行，理论分析、实验研究、仿真分析相结合的技术路线开展 Invar 合金试板件手工焊接工艺参数探索。
三、创新点及主要技术指标
创新点：参数化建模，缩短建模周期；采用非均匀过渡性网格以控制计算量，在保证计算精度的前 提下压缩计算量，采用多 CPU 并行计算以提高计算效率。
技术指标：建模效率提高 30%，计算效率提高 30%。
四、知识产权及获奖
论文10余篇，其中典型示例如下：
Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting deposition of Invar alloy
Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy
专利：
基于精准能量分配的激光-电弧复合加工的能量分配系数模型的构建方法
一种焊接过程气孔形成与演变的二维计算机模拟方法
南京航空航天大学
2022-08-12
技术需求：智能焊接机器人
智能焊接机器人：带有视觉识别和激光扫描系统，能自动识别待焊接特征，通过视觉识别粗略判断零部件特征，在此基础上利用激光扫描精确确定焊接位置，对大型零部件进行自动特征识别和焊接，提高小批量产品的焊接速度和质量。
威海威力风机有限公司
2021-06-30
密排焊道错位焊接控制变形的方法
长征五号氢氧发动机喷管延伸段由300多根变截面薄壁方管螺旋缠绕排布焊接而成，焊缝长度超过1700米。手工焊接存在的焊接质量稳定性差、生产效率低的问题难以保证运载火箭密集发射、高可靠性提出的精细化高效焊接需求。
哈工大材料学院陈彦宾教授研究团队开展了近10年的技术攻关，基于焊接结构力学理论，提出了密排焊道错位焊接控制变形的方法，有效地解决超薄异形管焊接变形的难题；采用三条纹结构光识别技术，突破了带羊角焊缝识别、大曲率轨迹的跟踪瓶颈；开发出了九轴联动机器人自动化集成技术及装备，实现了过程参数及工艺装备的精密控制。团队先后研制出具有国际先进水平的机器人自动化焊接装备，提供多台设备完成了生产车间的技术升级和改造，实现了氢氧发动机管束式喷管延伸段的自动化生产，生产周期缩短一半以上。
哈尔滨工业大学
2021-04-11
线控底盘无人驾驶车辆
1 概述
本产品核心技术指标分为四个维度：线控技术、无人驾驶技术、通讯技术、云控技术。线控技术是底层核心技术，线控子系统系统可以做到100ms内高精度控制响应；通讯技术是规划化的前置条件，可以进行低延时远程画面回传，实现远程驾驶双备份；无人驾驶是单车载体的控制中心，基于主流无人驾驶系统Apollo二次开发，接口丰富；云控技术是构建园区场景大脑，实现多车状态的实时监测。
2 优势与特点
（1）基于Apollo开源平台，软件开发门槛低
（2）整合底盘与感知套件，硬件开发门槛低
（3）“车+云”研发模式，降低工程门槛
（4）可适配多种规格底盘，满足多样需求
3 主要应用案例
序号
应用单位
应用时间
备注
1
吉林大学（校园无人配送）
2019年12月
2
北京经济技术开发区（亦庄）
2020年1月
3
北京理工大学国防科技园智能示范
2020年9月
北京理工大学
2021-05-11
热处理线常化冷却技术
项目背景：正火热处理工艺，是提高钢板韧性的重要工艺手段。常规的正火热处理工艺，加热后通常采用慢速冷却会导致相变温度提高，铁素体晶粒仍然会长大，室温组织细化效果被大大折扣；导致屈服强度降低。采用正火后加速冷却可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。基于对中厚板正火冷却过程的换热机理及钢板内部组织演变机理的分析，于2005 年开发了国内首套中厚板正火炉后控制冷却（NCC）装置。该装置可自由调节水量，满足不同钢种及规格的控制冷却的冷却速率要求；钢板冷却均匀，冷却后钢板平直度高；金相组织细化，综合力学性能得到提高，可以挽救轧线生产的不合格钢板，显著提高了正火后钢板的合格率。应用该装置开发了高强度高层建筑用钢 Q460E 钢板的奥氏体加热+控制冷却+回火的热处理工艺，已成功生产并应用于奥运会主会场“鸟巢”工程。关键工艺技术：采用正火控制冷却技术可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。对于低碳贝氏体类型钢，采用正火空冷无法得到需要的低碳贝氏体组织，性能无法保证；采用正火加速冷却则可控制相变温度，保证得到所需的低碳贝氏体组织。部分薄规格或中等厚度规格产品可以采取正火后加速冷却实现淬火，生产调制钢板。另外，通过正火控制冷却技术，还可以提高钢板的性能合格率 10-15%。常化冷却技术的核心设备是板带钢上下表面的冷却器，高冷速调节范围、高冷却均匀性是常化冷却技术的关键性、核心性问题。北京科技大学基于对板带钢冷却过程的换热机理及内部组织演变机理的研究，通过实验室研究与工程实践成功开发出具有自主知识产权的超密集冷却器及配套常化冷却工艺，可满足常化热处理产品常化后冷却工艺实施过程中所需的大冷却速度调节范围以及高冷却均匀性的需求，保证热处理产品强度与韧性的高度匹配。
北京科技大学
2021-04-13
特种车辆用线控制动系统
1. 痛点问题
随着自动驾驶技术的迅猛发展，特定场景下的自动驾驶技术应用成为现实。这对应用于特定场景自动驾驶车辆的制动系统提出了新的需求，传统制动系统为真空助力器，该产品依赖于发动机为助力器提供真空动力源，而应用于该领域的车辆大多为新能源电动车，取消了发动机，无法直接为车辆制动系统提供真空动力源，且不能配合电动车实现能量回收功能。另外，传统制动系统是纯机械部件，无法为该类特种车辆的智能化需求提供主动制动、辅助制动等功能。
2. 解决方案
本项目所研究的特种车用线控制动系统，是一种基于液压传递的全解耦线控制动系统。主要由电机、减速増扭机构（齿轮、丝杆、螺母）、制动主缸、前后壳体、踏板推杆、行程传感器、液压力传感器、电机控制器等组成。项目成果所涉及到的新型踏板行程传感器将踏板推杆的平动转化为传感器内部器件的转动，基于此，可以通过在推杆上设计不同曲率的沟槽，将传感器设计为非线性、线性以及不同的物理精度。所涉及的全解耦电子助力器，制动踏板推杆和制动主缸活塞之间无机械链接，属于智能制动执行器，满足特种自动驾驶车辆对制动系统主动制动的功能要求、取消了传统制动系统对发动机真空度的依赖、具备配合电动车实现制动能量回收的功能。
解耦原理：踏板推杆与制动总泵推杆之间无连接，制动系统的动作依靠电信号或者行程传感器信号进行控制实现。
工作原理：当驾驶员踩下制动踏板时，踏板推杆向前移动，推动行程传感器内部旋转件转动，传感器记录旋转部件的转角，根据推杆滑槽曲率计算出踏板推杆实际行程，识别驾驶员制动意图。通过电信号传递给系统控制器，控制器控制执行器电机动作，电机驱动丝杆和螺母，讲转动转化为平动，推动制动缸活塞建立液压制动力，作用在轮边制动盘上，产生制动力。
合作需求
寻求与特定场景自动驾驶、特种车辆线控底盘、智能轮边执行器等行业客户合作，解决行业痛点问题，共同推进特种场景下自动驾驶汽车发展。
清华大学
2021-11-12
转辙机配线智能测试仪
能控制交流五线制转辙机（如S700K、ZDJ9、ZYJ系列等转辙机）和四/六线直流转辙机，实现对转辙机及室内外电缆配线的试验校核。可广泛应用于既有站信号改造、换道岔等施工过程中，也可应用于新建线信号施工中的配合调试，通过对转辙机及室内外电缆配线进行智能、全面、充分的测试，能有效减少施工调试要点及开通延点的风险。该测试仪是电务维护人员或施工人员对转辙机配线进行检测的专用工具。已在铁路局和工程局推广40余套。
兰州交通大学
2021-04-14