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大尺寸焊接結構件高效建模方法
由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高；同時有限元分析對網格模型的要求高，需要在保證計算精度的前提下保證計算效率，使用網格過渡技術，保證熱源影響大的區域使用精細的網格，熱源影響小的區域使用較粗的網格，從而達到相同網格條件下更精確地計算結果與更高的計算效率。例如《大型復材工裝焊接工藝研究》項目，針對大型復合材料結構件Invar合金模具手工電弧焊焊接工藝進行研究，采用高效建模的手段對研究對象進行模擬分析，降低時間與材料等方面的成本。采用實驗與仿真并行，理論分析、實驗研究、仿真分析相結合的技術路線開展 Invar 合金試板件手工焊接工藝參數探索。
三、創新點及主要技術指標
創新點：參數化建模，縮短建模周期；采用非均勻過渡性網格以控制計算量，在保證計算精度的前 提下壓縮計算量，采用多 CPU 并行計算以提高計算效率。
技術指標：建模效率提高 30%，計算效率提高 30%。
四、知識產權及獲獎
論文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
專利：
基于精準能量分配的激光-電弧復合加工的能量分配系數模型的構建方法
一種焊接過程氣孔形成與演變的二維計算機模擬方法
南京航空航天大學
2022-08-12
技術需求：智能焊接機器人
智能焊接機器人：帶有視覺識別和激光掃描系統，能自動識別待焊接特征，通過視覺識別粗略判斷零部件特征，在此基礎上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進行自動特征識別和焊接，提高小批量產品的焊接速度和質量。
威海威力風機有限公司
2021-06-30
言語康復輔具與訓練系統
北航言語康復輔具研究團隊立足于我國殘疾人“人人享有康復服務”的國家戰略需求，以言語康復技術和新型康復輔具研究為目標，在科技部、民政部和北京市的支持下，經過多年攻關，從發聲調控機理、發聲基頻調控技術和聲調語音增強方法多角度出發，解決電子喉基頻調控等關鍵技術問題，研發了新型言語康復輔具。
北京航空航天大學
2021-04-10
鉆具防上頂裝置（死卡）
西南石油大學
2021-05-10
柔性神經電極及植入載具
1.痛點問題
為了更好地開展腦科學研究，使用侵入式神經電極獲取并傳輸腦部神經元信號是一個重要手段。但是目前腦科學研究中使用的神經電極多為硬性電極，尺寸較大、柔性較低，容易在模式動物腦內引起排異反應和持續損傷，致使電極使用時間短、信號精度低，所獲取數據難以達到持續連貫和精準高效，成為限制腦科學研究向更深、更細方向發展的一大瓶頸。本項成果涉及柔性神經電極技術，有望解決腦科學研究中神經電極性能不高導致的研究瓶頸。
2.解決方案
本項成果使用特有電極材料體系，結合特殊微納加工技術，可以研制出尺寸與神經元細胞相當、柔軟程度與細胞接近的柔性神經電極。該柔性神經電極將具備較高生物相容性、信號靈敏度和較長使用壽命，能夠長時間持續準確獲取神經元信號。同時，配合自主研發的全自動植入載具，該電極能夠簡便地植入動物腦部，并集成到專用芯片、信號分析儀器等配套設備上，直接用于各類腦科學研究。
清華大學
2022-08-26
蘇打鹽堿地大規模以稻治堿改土增糧關鍵技術創新及應用
中國科學院機構知識庫(CAS IR GRID)以發展機構知識能力和知識管理能力為目標,快速實現對本機構知識資產的收集,長期保存,合理傳播利用,積極建設對知識內容進行捕獲,轉化,傳播,利用和審計的能力,逐步建設包括知識內容分析,關系分析和能力審計在內的知識服務能力,開展綜合知識管理.
吉林農業大學
2021-05-04
8軸智能視覺焊接機器人
八軸智能視覺焊接機器人是一種八自由度專用機器人，中六軸屬于焊接機器人，另外二軸 屬于焊接變位機，使得系統能夠實現焊接機器人與變位機協調運動，其針對體系結構、機械結 構、示教再現理論、軌跡規劃和優化方法、軌跡跟蹤控制策略等機器人關鍵共性理論和技術展 開研究，采用運動控制卡的方式來實現對機器人空間位置與速度的控制。焊接變位機同焊接機 器人配合，擴展了焊接機器人的工作空間，提高了焊接生產效率和焊接質量。 本系統采用接觸式焊縫跟蹤與攝像機焊縫跟蹤系統相結合，焊前對焊縫進行數據及圖像 采集，通過計算機軟件對焊縫數據及圖像進行處理，生成虛擬焊縫。由虛擬焊縫識別系統控制 執行機構在焊接時進行焊縫跟蹤，提高焊縫質量。八軸智能視覺焊接機器人主要應用于汽車及 其零部件行業和工程機械行業。機器人編程采用示教再現方式，可以通過示教盒直接編程也可 以進行離線編程，實現點位和連續軌跡勻速控制；在焊槍部分安裝人體紅外感應開關，保證工 作人員安全問題；將視覺傳感器作為測量工具來測量機器人末端或是目標的位置，利用視覺信 息來控制機器人末端執行器相對目標或是目標特征的相對位置和姿態，從而減少抓取錯誤及失 誤。
華東理工大學
2021-04-11
智能化多機器人協作焊接系統
自主研發了多機器人協作焊接系統，其中機器人控制器自主研發，采用EtherCAT總線通訊控制底層伺服，控制周期1ms。參與協作焊接的機器人均為國產6軸通用該機器人，多機器人系統的各項性能指標對照ABB MultiMove、KUKA RoboTeam功能，技術指標達到國外領先品牌同等技術水平。具體技術指標： ① 變位機（夾持）機器人支持6維力-力矩傳感器，實時補償估計偏差； ② 焊接機器人支持接觸找焊縫、激光焊縫跟蹤等多種焊接工藝； ③ 最多支持4臺機器人協作； ④ 可根據應用需求開發新場景控制程序。
東南大學
2021-04-11
智能焊接制造關鍵技術及產業化
成果簡介： 研發采用視覺伺服方法進行焊接機器人的焊縫跟蹤控制以實現真空腔體的智能化焊接。為了適合高速處理焊前的對接焊縫圖像和處理多種焊縫圖像，研發基于區域的焊縫圖像處理算法和基于邊緣的焊縫圖像處理算法。研發根據焊縫圖像的特點定義焊縫的位置偏差和角度偏差，在此基礎上設計焊縫跟蹤控制器。進而，利用視覺伺服方法進行焊接機器人的焊縫跟蹤控制，實現智能
南京工業大學
2021-01-12
一種便于焊接布局的集成電路
本實用新型公開了一種便于焊接布局的集成電路。包括處理信息電路、具有二極管和電容的采集信息電路和功能接口，采集信息電路中各個電容平行布置，且同一極性電極設置朝向相同，各個電容和二極管的負極設置朝向相同，各個電容和二極管的正極設置朝向相同；所述功能接口和采集信息電路分別布置在處理信息電路兩側；處理信息電路包括微處理器TMS320F2812和RISC處理器S3C44BOX，所述微處理器和所述RISC處理器之間通過各自的引腳相互連接。本實用新型實現了焊接布局的方便，增強了電路板的工作穩定性，同時提高了其綜合工作性能。
浙江大學
2021-04-13