科技成果汇编：智能制造技术领域（系列五）

项目1：激光焊接过程控形控性技术

项目2：加工过程在线监测与误差补偿技术

项目3：基于计算机视觉的产品质量在线监测技术

项目4：并行放电多电极电火花线切割机床

项目5：空间柔性结构振动抑制实验系统

项目一：激光焊接过程控形控性技术

1项目简介

成形精度与组织性能是衡量焊接制造技术总体水平的重要指标，焊接为急冷急热非稳态凝固过程，影响因素众多，热力场分布的主动精确控制难度较大，因而引发一系列问题，例如：长期非稳态热力耦合循环下，成形零件中存在较大的焊接热应力和残余应力，易引起板材翘曲变形与成形件开裂；成形件非均匀受热以及不同位置散热条件的差异导致组织不均匀长大，加大了成形件性能的控制难度。

在既有研究基础上深入探索焊接应力应变及内部缺陷形成机理，并通过合理规划焊接路径和焊接顺序从而实现焊接过程控形控性，打破成形零件尺寸精度不高、变形较大、性能不易控制的难点，是该技术的核心问题。项目针对典型船舶碳钢牌号，针对中厚板对接结构、搭接结构、T型结构，深入研究典型碳钢材料结构激光-复合焊接过程的冶金机理和熔池行为，重点考察激光功率、电弧电流、焊接速度等工艺参数对焊缝形貌和力学性能的影响，获得较优的中厚板激光-电弧复合焊接工艺。根据实验研究基础开展中厚板碳钢典型结构热-力耦合仿真研究，获取关键区域的温度场结果，应力应变场结果，并结合典型件的服役状况，分析服役过程中外力与焊接残余应力的叠加效应，提出控制焊后变形与应力的策略及方法。

项目二：加工过程在线监测与误差补偿技术

1项目简介

在线监测与误差补偿技术主要解决数控加工特别是精密加工中存在的加工效率低、加工精度不能满足要求的问题。整套技术包括了零件尺寸误差在线测量、切削过程振动监测、数控机床热误差补偿三部分。

零件尺寸误差在线测量是利用数控机床测头和开发的在线测量数据处理软件，在加工零件后不拆卸的情况下对零件尺寸和形位误差进行检测，并根据检测结果进行误差补偿，实现加工、检测和误差补偿一体化，不仅可减少零件安装与定位次数，提高生产效率，也可提高零件加工精度。

切削过程振动监测是利用开发的切削振动采集和分析系统，对零件切削加工过程的振动情况进行实时监测，并得到减振的切削条件和合理的工艺参数，可提高零件加工表面质量、降低刀具磨损，并进行机床故障诊断。

数控机床热误差补偿对机床关键部位的温度变化和热变形进行检测，建立热误差模型，对热误差进行补偿。应用该项技术可减小机床热变形，缩短机床待机时间，尤其对精密数控机床能够显著提高机床的加工精度。

项目三：基于计算机视觉的产品质量在线监测技术

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该成果是面向产品质量在线检测应用领域，一种基于计算机视觉和高性能计算机构成产品在线监测系统。采用基于摄像机参数、运动目标信息状态参数和模糊控制策略的主动视觉测控模型，利用一种抽样算法的视频快速解读技术运动目标快捷检测技术，又采用高鲁棒的Camshift 和 Kalman 滤波相结合的运动目标高可靠快捷智能识别与跟踪方法，以达到具有高可靠感知、高清晰、智能化、高精度定位、高可靠跟踪和智能信息处理检测的优势。

项目四：并行放电多电极电火花线切割机床

1项目简介

在国家自然科学基金、江苏省自然科学基金的多年持续资助下，开展了硅、锗等半导体材料的电火花多线切割研究，提出了往复渐进式自适应进给控制方法，在轨迹重叠反向插补、多电极运丝机构设计、模糊自适应控制、多电极丝同步均衡放电控制等方面取得了技术突破，开发了专用伺服控制系统，组建了高性能电火花线切割运动控制实验平台，并成功研制了一台国内首创的并行放电多电极电火花线切割机床，取得了加工效率随电极丝数量增加而倍增的效果。

项目五：空间柔性结构振动抑制实验系统

1项目简介

本研究针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响，为提高机械臂运行效率提供有效的解决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部，结合各部件材料及力学特性，采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型，结合奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统，经联合求解获得符合实际运动特征的动力学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案，对时滞影响的系统进行特殊扩维处理，以得到不显含时滞的控制系统，从而获得有效的控制效果。研制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。

联系电话：15060521739

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