装备制造技术    

序号

成果名称

应用领域

内容简介

主要技术指标

1

全自动激光拼焊生产线

不锈钢板材、铝合金板材等进行自动拼焊

激光拼焊是采用激光能源，将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢板材、铝合金板材等进行自动拼焊而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻重量、最优结构和最佳性能实现交通运输装备轻量化。

·激光器：德国通快DISK4006

·加工板材规格：板材材质 冷热轧钢板、镀锌钢板、强化钢板

·板材厚：0.6-3.2mm

·焊缝长度：300-2200mm

·板材宽度：300-1000mm

·板材端面加工精度：0.05mm/1000mm内

·板材对中间隙：0.1mm以内

·材料断面精度  断面平面度在 70%以上

·材料重量（最大）厚板：15kg 薄板：10kg

·成品重量（最大）：25kg

·料垛高度：最大460mm

·料垛重量：最大5000kg/垛

·料垛精度：±5mm

·准备时间：10分钟以内

·成品规格：最大：1650×2200 mm，

最小：300×650 mm 

2

重型结构件自动化焊接系统

工程机械，机床行业，路面机械，采煤机械等的大型结构件的自动化焊接

重型结构件自动焊接生产线具有大型结构件的自动翻转定位、复杂结构的自动化装夹定位以及复杂焊缝形式的高效焊接生产等功能。实现了重型结构件健康、高效、稳定的自动化焊接生产。生产线采用接触传感技术解决了工件定位精度及焊缝装配精度的问题，具有避碰、焊缝跟踪、多层多道焊等功能，可实现腔体内部焊缝的自动化焊接。

系统特点：

·模块化设计

·深腔焊接

·专用焊接机器人

·专用变位技术

·专业焊接技术

·适用焊接方式：CO2气保焊，MAG/MIG焊

·适用焊缝形式：对缝，角缝，环缝。

·适用工件材质：低合金结构钢，低碳钢，·不锈钢，耐磨钢等。

3

机器人化搅拌摩擦焊装备

航空、航天、船舶、车辆制造业的大型轻合金薄壁结构件焊接

机器人化搅拌摩擦焊装备是一个八轴重型机器人辅助焊接系统，用于大型薄壁件高精度搅拌摩擦焊接。

·焊接材料：2-10mm厚铝合金

·主轴最高转速：3500转/分钟

·各轴空载移动速度：3米/分钟

·转台台面直径：3.5米

·焊接形式：对接焊、叠焊、单面、双面

4

托辊柔性加工及装配生产线

托辊大量应用于各行各业的物料输送设备中

托辊柔性加工及装配生产线实现了托辊从原料到成品生产及检验全过程数字化控制和信息化管理，为生产企业提供满足生产过程精细化跟踪、提高产品质量、物料追溯、适应多规格生产等需求的完整解决方案。

·生产规格：直径范围F89-F219mm；长度范围260-2600mm

·适应多规格柔性化生产要求

·托辊原料上料、零部件抓取、物料运送实现全自动

·管、轴加工及装配、成品喷涂数字化控制

·采用机器视觉等先进技术，对生产过程及成品技术指标进行全程监测，自动剔除不合格品

·采用条码技术对产品的加工、焊接、总装、分装、检测、喷涂等过程实现全程记录

·集成智能加工、检测设备实现加工装配工艺参数、性能检测数据的在线采集与分析

·先进的生产监控网络，对生产线加工和装配环节、生产线设备运行状态进行在线监控

·集成生产过程多源数据的产品档案管理及质量问题的追溯与分析

5

激光冲击强化装备及技术

作为军民两用技术，具有巨大的应用前景，在某些场合具有不可替代的作用

当短脉冲的高峰值功率密度的激光辐射金属表面时，金属表面吸收层吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，产生高温、高压的等离子体，等离子体受到约束层的约束时产生高强度压力冲击波，作用于金属表面并向内部传播。当冲击波峰值压力超过被处理材料动态屈服强度时，使材料表层产生应变硬化，残留很大的压应力，显著地提高材料的抗疲劳和抗拉应力腐蚀等性能。

·加工区域的约束层水流厚度均匀稳定。

·激光冲击强化生产设备既需满足加工功能的协调运动，还需具有很高的可靠性并且操作方便。

·满足不同强化过程的需要，在工艺参数设置、工艺过程选择、过程调试等多个方面具有高度灵活性且使用方便。

6

激光清洗设备产品

模具清洗、武器装备清洗保养、核电站反应堆清洗、飞机旧漆清除、文物清洗

采用高能激光束照射在工件表面，使表面的污物、锈斑或者涂层发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净化的工艺过程

·实现输出激光360°旋转无死角清洗管道内壁，激光振镜振动角度、频率可调；

·通过优化发散角、稳定功率及底板恒温控制实现激光源稳定输出技术；

·激光清洗装置适宜的结构形式，实现激光清洗微尘回收装置与出光口、管道结构、吸尘形式等协调配合技术；

·基于清洗效果评估的自动化清洗装置的最优轨迹控制策略技术；

·激光清洗可广泛的应用于轮胎磨具表面去污、激光脱漆与除锈、微电子和光学精密元件清洗、管道残留物清洗、水面石油清除、净化太空垃圾以及古建筑和艺术品的清洗等。

7

大型复杂曲面机器人精密研磨抛光技术及装备

应用于航空、能源、运载等领域的复杂曲面零件自动化精密研磨抛光

大型复杂曲面机器人精密研磨抛光装备主要由工业机器人、上位机、力传感器、研磨工具、软件系统、工艺系统等构成

·适用于不同研抛工艺的自动化研抛加工轨迹生成软件

·多自由度研抛柔顺控制策略与方法· 基于位置/力混合控制的机器人研抛材料去除模型

·精密研抛加工中的工艺参数制定和表面完整性控制方法

8

基于人工牵引力控制的机器人辅助装配技术

于航天、航空、兵器等领域的大型部件机器人辅助装配

解决了大型部件在狭小空间内装配时人工托举易疲劳，观察不便，位姿调整困难且易发生磕碰等问题。系统由工业机器人、移动平台、工控机、末端执行器、六维力传感器、双目视觉传感器等组成。

·基于人工牵引力控制的工业机器人末端位姿调整

·基于双目机器视觉的机器人环境位置测量

·无碰撞机器人轨迹规划技术，机器人仿真、离线编程技术

9

大型不锈钢激光叠焊技术及成套装备

大、中、小型啤酒、饮料、牛奶以及制药用发酵罐大型不锈钢夹套板激光叠焊；集装箱用夹套板激光叠焊。

大型不锈钢板激光叠焊成套设备为我所自行研制的高性能激光焊接装备。其采用先进激光焊接工艺，完成大中小型啤酒、饮料、牛奶和制药等行业发酵罐用不锈钢夹套板的焊接。该装备解决了传统焊接方法无法完成不锈钢夹套板自动精密焊接以及焊接质量不高的问题，实现了大型不锈钢夹套板自动化激光焊接，提高了焊接质量及生产效率，满足了用户需求。

·焊接夹套板种类：蜂窝板、拱形板、瓦楞板等；

·焊接板材规格：最大长度15m，最大宽度2m；

·板材厚度：0.7mm—10mm；

·最大焊接速度：10m/min；

10

制导及常规弹药成套智能生产线

弹药等危险品的自动装填、拧紧、喷码、涂胶、检测、称重、包装等生产

项目针对制导及常规弹药的制造难题，突破其智能制造所面临的高安全性及在线可重构性等共性技术挑战，研制了多种专用智能工艺装备并集成弹药成套智能生产线。生产线集装配检测、自动物流及智能管控于一体，可实现弹药成形、装填、装配、对接总成及检测测试等生产全过程智能制造，适应小批量多品种产品混流定制化生产。

·工作台承载能力为2t，大小满足工件安装要求，移动行程满足工件吊装要求；

·加工工件最大尺寸：（长×宽×高）2000×800×500mm；

·最大行程范围：（长×宽×高）4000×2000×750mm；

·可焊材料厚度≥0.5~5mm；

·具备自动送丝功能，能够完成复杂样件T型壁板双侧焊接功能；

·IPG光纤激光器2台，单台功率0~3kW；

·焊接机器人重复定位精度0.08mm，焊接头焦距为300mm；

·控制系统可在同一主控界面完成机器人、外部轴、激光器、保护气及送丝机的协调控制。

11

航天装备总装脉动智能生产线

项目可用于导弹及火箭等航天产品脉动式智能总装总测，可为航天装备制造行业提供定制化智能装备及成套生产线解决方案。

航天装备各舱段的对接总装及多几何参数测量由于精度要求高，操作过程复杂，严重制约总装效率提升。

·按要求设计

12

机器人化双作用激光焊接成套装备

可用于航空产品钛合金或铝合金加强筋结构件的T型接头双侧同步焊接

在航空产品中，大量结构件采用钛合金材料，传统方法焊接钛合金存在脆化、裂纹、过大残余应力和焊接变形等问题。

·工作台承载能力为2t，大小满足工件安装要求，移动行程满足工件吊装要求；

·加工工件最大尺寸：（长×宽×高）2000×800×500mm；

·最大行程范围：（长×宽×高）4000×2000×750mm；

·可焊材料厚度≥0.5~5mm；

·具备自动送丝功能，能够完成复杂样件T型壁板双侧焊接功能；

·IPG光纤激光器2台，单台功率0~3kW；

·焊接机器人重复定位精度0.08mm，焊接头焦距为300mm；

·控制系统可在同一主控界面完成机器人、外部轴、激光器、保护气及送丝机的协调控制。

13

柔性可重构汽车变速器装配系统的数字化设计与开发技术

各类卡车、乘用车手动、自动变速器装配及测试

解决了大型机电自动化系统成套设计的技术瓶颈。为成套制造装备的设计、制造、项目实施提供详尽技术与有效技术手段，具有重要的理论研究与工程实际意义。

·纲领：年产20万台套。

·年时基数：251天。

·设备负荷率：90%。

·生产制度：二班制，每天445分钟。

·生产线品种切换时间：设备调整时间小于15分钟。

·节拍：60s/件。

·变速器类型：卡车及乘用车手动变速器

14

基于机器视觉的食品包装在线质量检测和水果分级系统

食品行业（火腿肠、薄膜密封包装食品检测）、烟草行业（小包、条包、箱缺条等包装检测）、农产品（水果、粮食、种子等大小、形状、成熟度、表面缺陷检测、分级）。

基于机器视觉的食品包装在线质量自动检测系统是一种功能完备的检测设备，该设备以包装的产品为检测对象，以特别设计的精密机械装置为整理平台，采用智能化的机器视觉检测技术、微电流针孔检测技术、自动化以及运动控制技术，实现了产品外观各种缺陷的实时检测，并通过同步技术实现缺陷产品的准确实时剔除，消除食品卫生的安全隐患。

·火腿肠检测：可对长短超差、粗细超差、弯曲、鼓泡、破袋、划破、夹咬、小孔、错牌、筋头等10种缺陷进行在线检测，检测速度为900支/分。整体检测准确率可达99.5%，剔除误差＜5%。

·烟草包装检测：无透明纸、无拉线、拉线严重错位、反包、盒皮折角等，误检率＜0.1%。

·密封食品：包装外观缺陷＞0.05mm的微孔。

·水果：红枣分级级数：≥4级，分级精度：≥95%，表皮破损识别。

15

3D电子打印技术及装备

PCB印制电路、太阳能电池栅线电极、锂电池等储能器件、无芯片RFID标签、3D生物组织打印、科研仪器装置等。

3D电子打印技术，是利用喷墨打印技术制造电子器件与系统的科学与技术总称，其具体过程是将有机导电材料、高分子材料、无机纳米金属材料、半导体材料等制成墨水，通过喷墨打印工艺直接在柔性基材上进行打印，在多个维度上形成所需要的导电图形与线路、嵌埋无源或有源的元件以及电子产品。

·支持三轴伺服驱动

·伺服分辨率1μm，最高运行速度900mm/s

·定位和重复定位精度：误差＜5μm

·喷印分辨率，360DPI、720DPI、1440DPI

·喷头电压、温度闭环控制，精度0.1V、0.1℃

·点火频率：12.5KHz

·支持喷头数：16个

16

高性能金属激光增材制造装备及工艺开发

面向国内航空航天、国防军工、汽车、能源等领域对于高性能激光增材制造装备及工艺的重大需求，以难加工金属材料为研究对象，开发具有高性能、高精度及高可靠性的成套装备及工艺。

自主开发的具有国内领先水平的激光增材制造软件面向全制造工艺流程，具有高人机交互性、高效率的特点，可方便与企业的各类管理信息系统通讯连接；同时研发了钛基、镍基、铁基、钴基等10余种难加工材料的成形工艺及后处理工艺，可获得力学性能不低于同类锻造标准，较高表面质量和形面精度的零件。

·激光增材制造成套装备包括：送粉式、铺粉式、送丝式和增减材复合式及激光热源、离子束热源及激光电弧复合热源等；

·激光增材制造软件包括：整机及过程控制软件、路径规划软件、特征提取和识别软件、功能梯度材料设计及路径规划软件等；

·提供的激光增材制造工艺及后处理工艺，可制备出力学性能不低于同类锻造标准，较高表面质量和形面

精度的零件。

·可根据不同行业、不同用户的技术需求，提供定制化的高端激光增材制造成套装备，配备的自主开发的送粉头及送粉器等核心工艺装备具有高可靠性、高集成性的特点。