©2010-2025 宁波自信网络信息技术有限公司 版权所有
客服电话：0574-28810668 投诉电话：18658249818
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490
关注我们 ：
1、 声 明 作为申报单位法人代表，我郑重声明： 1、本单位所提供的项目申报材料数据真实、资料可靠，同一项目（包括研究内容相同或者相近的项目）没有重复申请。 2、本单位对申报项目的知识产权拥有所有权或使用权，不存在知识产权权属纠纷。 3、如因虚假陈述、知识产权的权属问题或与其它第三方的约定导致的法律纠纷，本单位愿承担全部法律责任，接受管理机构暂停或终止项目申报、立项或实施等处理决定，项目已拨财政资金愿按要求渠道退回。 4、本单位愿意提供有关本项目的技术路线、技术解决方案等，同意管理机构委托专家进行评标、答辩和现场考察。 单位法人（签字）： 日
2、期： 目 录 一、 项目信息表 二、 项目申报书 1、 项目简介 2、 项目的意义与必要性 3、 项目目标与任务 4、 现有工作基础与优势 5、 项目任务分解与考核指标 6、 经费预算 7、 项目年度计划及年度目标 8、 实施机制 9、 项目负责人及参加项目主要人员情况 10、 其他需要说明的事项 11、 项目附表 12、 主管部门推荐意见 13、 附件 项目信息表 项目基本情况 超声波消除残余应力机器人 山东华云机电科技有限公司 是否有省级以上人才计划人才参与项目 是 是否拥有省级以上科技研发平台 否 是
3、否为军民两用技术或产品 否 是否为国际合作项目 否 项目是否具有明显的科技惠民效果 是 （请简要说明项目科技惠民效果） 该项目是由机器人代替手工操作，改善了工人的劳动条件，降低了工人的劳动强度，消除了工人听力损害的隐患。 项目是否具有明显的富民强县效果 否 （请简要说明项目富民强县效果） 项目核心成果是否是在省级以上科技计划支持下获得 否 项目级别 国家级□ 省级□ 项目名称 项目类别 立项文号 项目编号 主持人 资助金额（万元） 无 单位类型 3 5 7 请选择: 1.大型企业 2.中型
4、企业 3.小型企业 4.星火龙头企业 5.民营科技企业 6. 国家级重点高新技术企业 7.高新技术企业 8.高校 9.科研院所 10.其他 （可多选） 4 5 7 1.山东半岛蓝色经济区 2.黄河三角洲高效生态经济区 3.西部隆起带 4.省会都市圈 5.国家、省级高新区 （含农业） 6.国家高新技术特色产业基地 7.大学科技园 8.星火密集区 9.农业综试基地 10.农业科技示范园区 11.可持续发展试验区 12.其他 所在地区 济南市高新区新泺大街 通信地址 新泺大街1166号奥盛大厦1号21层 邮 编 250101 项目负责人 赵显华
5、 职务职称 总经理 电 话 13806411970 项目联系人 王爱福 职务职称 副总工 电 话 13964161043 申报单位科研基础与效益情况 大专以上人员（人） 106 从事研发科技人员(人) 49 总资产（万元） 8462.85 净资产（万元） 6599.30 是否为外资企业 否 外资占比 0 股东构成 股东名称 投资额 所占股份 投资方式 投资者经济类型 赵显华 497.85万元 39.39% A货币资金 B自然人 傅云 492.685万元 38.98% A货币资金 B自然人 赵辉 273.295万元
6、 21.63% A货币资金 B自然人 523 拥有专利总数 93 其中：发明专利数 25 拥有软件著作权数 4 拥有其他知识产权（请注明类型） 无 与项目直接相关的核心技术成果情况 成果或技术名称 来源单位名称 ZL2004100240571超声波金属表面加工装置 山东华云机电科技有限公司 TIG焊接熔池几何参数的计算机视觉检测 山东大学 所获与项目相关奖励 获奖项目名称 奖励级别 奖励类型 奖励等级 超声波金属表面加工装置 市级 济南市专利奖 三等 TIG焊接熔池几何参数的计算机视觉检测 省级 山东省科技进
7、步奖 三等 豪克能镜面加工数控立车 省级 山东省机械工业科技进步奖 二等 豪克能球型车床 省级 山东省企业技术创新奖 二等奖 与项目直接相关的发明专利授权或申请情况 国别 专利号 类别 专利名称 专利权人 许可方式 中国 201110128774.9 发明 一种回转弧面加工装置 山东华云机电科技有限公司 无 申报单位近三年承担过的与该项目相关的其它省级财政资金项目 项目名称 参与类型（牵头、参与） 计划名称 下达单位（部门） 下达文号 项目经费 （万元） 豪克能镜面加工数控立车 牵头 山东省科技发展计划 山东省科技厅 鲁科规
8、2012】号 0 HYCH5810S金属表面改性与抗疲劳加工专用数控设备 牵头 山东省技术创新计划 山东省经信委 鲁经信技(2015)91号 0 申报单位近三年承担过的与该项目相关的国家科技计划项目 项目名称 参与类型（牵头、参与） 计划名称 下达单位（部门） 下达文号 项目经费 （万元） 面向高端制造豪克能超声波金属表面改性加工数控车床技改 牵头 （技改类）项目 国家工信部 济发改工高【2013】335号文件） 206 与项目相关的其他知识产权情况 （请注明支持产权的名称、所属类型、获得时间、证件批号等情况） 软件著作权：交流变频振动时效设备
9、控制系统(软件) 2011SR001998；豪克能金属表面加工设备控制系统2012SR133567；大功率交流振动时效设备控制系统2012SR134791；直流振动时效设备控制系统2012SR134803。 申报单位科技创新平台情况 是否拥有省以上工程技术研究中心 是□ 否■ 国家级□ 省级□ 是否拥有省以上重点实验室 是□ 否■ 国家级□ 省级□ 重点实验室最近一次考评结果 （优秀、良好、合格、较差） 是否为省级以上产业技术创新战略联盟牵头单位 是□ 否■ 国家级□ 省级□ 是否为省级以上产业技术创新战略联盟成员单位
10、 是□ 否■ 国家级□ 省级□ （申报单位已经获得省级以上科技主管部门批准的工程技术研究中心、重点实验室、产业技术创新战略联盟等科技创新平台基本情况，包括平台名称、批准单位、批准时间、批准文号、平台基本情况等，并将批准文件复印件附后。） 是否建有院士工作站 否 是否为省级以上孵化器在孵企业 否 单位近三年经认定技术合同份数 3 单位近三年经认定技术合同金额 50万 是否为产业研究院内企业 否 项目完成后为产业研究院带来经济效益（万元） 0 项目完成后形成的技术成果辐射带动区域内企业数量 8 项目完成后形成的技术成果的技术交易收入（万
11、元） 0 产业研究院名称 无 与该项目密切相关的横向科研项目（企业委托合同）到账收入（万元） 0 是否在可持续发展实验（示范）区内 否 可持续发展实验区等级 国家级□ 省级□ 项目实施地点 山东省章丘明水开发区圣井工业园 实验区名称 无 批准成立时间 无 实验区示范主题 无 项目实施与示范区主题的关系： 无 以下内容单位类型为企业的填写近三年的情况 项 目 年度 主导产品销售量及市场占有率 资产 总额 负债 总额 所有者权益 营业 收入 净利润 实缴 流转税 实缴 所得税 经营性净现金
12、 流量 2015年 267 77% 8462.8万元 1863.5万元 6599.3万元 5403.3万元 4547.7万元 355.06万元 34.21万元 467.52万元 2014年 246 81% 7999万元 1200万元 6799万元 5340万元 823万元 339万元 25万元 196万元 2013年 228 76% 7824万元 1535万元 6289万元 5261万元 1084万元 326万元 118万元 415万元 是否有风投入住 无 投入金额（万元） 国内合作单位 单位一 山东大学
13、单位类型 1 单位二 单位类型 单位三 单位类型 单位类型请选择以下代码填写： 1.省内高校 2.省外高校 3.省内科研单位 4.省外科研单位 5.省内企业 6省外企业 7其他 合作目标 （国际合作项目填写） 1.解决关键瓶颈技术；2.填补国内技术空白；引进国际优秀人才；3.引进具有重大应用前景的前瞻技术；4.引进国家战略需求的关键技术、装备；5.解决国家科技计划\重大专项难点、瓶颈；6.分享国际前沿科技成果；7.其他（可多选） 合作方式. （国际合作项目填写） 1.购买全套技术及消化吸收；2.购买关键技术；3.引进关键技术
14、设备；4.分工合作研发；5.聘请专家来华工作；6.赴国外技术培训；7.利用国外资源；8.信息交流、技术咨询；9.其他（可多选） 合作外方 （国际合作项目填写） 项目起止日期 合作国别 所属大洲 协议签署日期 协议有效期 年 机构名称（中文） 外方负责人（中文） 职 称 外方项目编号及支持资金 （如该项目得到了外方资金支持，请填写此处） 通讯地址 E-mail 传 真 联系电话 项目人员概况 姓 名 性别 出生年月 学历 学位 职称 联系电话 赵显华 男 1965.02
15、 本科 学士 高级 13806411970 项目联系人 王爱福 男 1975.11 本科 学士 中级 13964161043 总数 20 其中35岁以下主要研发人员数 9 其中 高级 6 中级 7 初级 3 其他 4 人才情况 具有中、高级职称人员数 13 其中：具有中级职称人员数 7 具有高级职称人员数 6 入选省级及以上人才计划人数 1 其中：院士人数 0 入选千人计划人数 0 入选万人计划人数 0 入选泰山学者计划人数 0 国家杰出青年基金获得者人数 0 省杰出青年基金获得者人数 0 入选其他
16、人才计划人数 0 （逐人填写所有入选人才计划或获得省级以上杰出青年基金支持的人员的姓名、入选计划名称、文号、入选时间、专业特长、个人简历等，并将批准文件复印件附后。） 谢祥科，工程技术应用研究员，国务院特殊津贴获得者，2004-996-05号；主要从事工程技术应用研究、机械加工制造技术与装备设计研发。 现为山东华云机电科技有限公司总工。先后主管设计完成了《汽车（摩托车）铝轮毂数控机床加工线》、《MJ-630型数控车床》、《MJ-18型高速精密数控车床》、《J1VL-550型立式数控车床》、《MJ-630MC型车削中心》、《J1VMC-400型立式加工中心》等科研项目的研制开发工作。主持
17、过国家“十一、五”科技支撑计划（编号2007BAF27B04）课题产品 “MAL700/MC数控卧式多轴车削中心”的研究和国家科技重大专项课题产品 “DV60 高墙紧凑型高速、精密立式加工中心” 的研究，为该项目的课题技术组组长。参加了多项国家863计划和国家科技攻关计划的研究工作。获得济南市科技进步一等奖、山东省科技进步三等奖、机械联合会科技进步三等奖等多项科技奖项。 主要研究内容（主要包括项目突破的关键技术、研究路线、促进产业结构调整、提升产业整体竞争力和水平的重要作用等内容） 关键技术：把智能机器人、智能应力消除设备和精密应力测量设备三者创新集成，基于智能机器人激光扫描视觉系统，设计
18、局部搜索算法，并依据X射线自动测量数据优化超声消除残余应力运动轨迹，达到不受外界、人为因素影响，达到最佳消除应力效果。借鉴经典摩擦学的研究方法和相关理论，通过分析外场耦合及表面特征，结合微观精细结构的研究，及高端应力测量设备的测量数据和分析结果，进一步揭示其电-力耦合的物理本质。把超声技术和高端数字化、智能化、网络化控制技术相结合，为工程应用探索新的途径。 研究路线：通过产学研合作，利用项目合作单位在智能机器人方面的优势，结合我公司在智能消除残余应力和检测技术方面的优势完成对焊接零件残余应力的消除以及智能化检测，并实现应力消除、智能检测和数据分析的智能化控制；综合运用材料科学、纳米科学、力学
19、智能化控制、通讯等多方面的综合知识，结合焊缝应力消除特点，在多学科交叉基础上进行实验方案设计。从消除残余应力产生理想压应力过程中机械、热、电现象等特征研究入手，结合高端测量设备测试和数据分析进一步探索超声动态冲击和脉冲电流作用最佳机械加工工艺参数。把现有的超声应力消除设备升级成智能应力消除设备，将编程工艺可视化。采用安卓系统开发智能控制模块，把应力消除设备、机器人、应力测量三者创新集成，工件加工、测量一键完成。基于智能机器人激光扫描视觉系统，根据多年的实践经验，结合高端应力测量设备测量结果和数据分析，设计局部搜索算法，优化超声刀具残余应力最佳运动轨迹，超声智能应力消除测试系统消除人为和环境因
20、素影响。在智能控制模块上扩展远程控制的功能，达到数字化、智能化、网络化控制目的。 促进产业结构调整、提升产业整体竞争力和水平的重要作用： 随着我国工业现代化的不断发展，产品的质量与耐久性问题被广泛关注。机械构件又是科技工业和设备的基本构成，而残余应力的存在，对机械构件的可靠性有很大的影响，特别是影响结构件的疲劳寿命、尺寸稳定性和抗腐蚀能力。残余应力诱导材料产生微裂纹，而这些裂纹在一定条件下导致材料断裂。该项目产品将智能化机器人应用于应力消除设备及应力检测设备，不仅减少了人力成本而且可以适应复杂、危险、恶劣的环境，与手持式进行应力消除及应力检测相比，提高了加工质量及检测精度，避免了工作环境因
21、素对操作者的影响。如果再与自动焊接设备联合使用，将大大提高客户装备自动化水平及 工作效率。机器人的应用是我公司的一个全新的技术领域，它的推广应用不仅能提高我公司在应力产品的竞争力，而且可提高应力消除行业的技术水平，提高产品的技术含量和产品附加值。客户装备该套系统将使客户在技术改造、装备水平提升和产品质量提高方面迈上一个新台阶。项目完成后将提升我国在焊接残余应力消除相关产业关键零部件的制造水平，为我国相关行业的核心竞争力提供重要技术支持。 主要考核指标（主要包括技术、经济、知识产权、社会效益、科技惠民、富民强县等指标，指标应定量与定性相结合。） 技术指标： 1）现有的应力消除设备升级
22、成智能型、数字型应力消除设备。 2）开发智能控制测量模块，具备远程控制和无线数据传输功能。同时把超声应力消除设备、智能机器人、X射线应力测量设备三者创新集成。 3）基于智能机器人激光扫描视觉系统，消除残余应力超声刀具最佳运动轨迹局部搜索算法设计。 4）可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%，疲劳寿命延长2-5倍。 5）金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力提高约40%。 经济指标： 预计项目完成后，形成年产100台套超声波消除残余应力机器人，年产值8000万元的生产能力。实现年销售收入6000万元，利税1600万元。 知识产权指标：在项目执行期间，将获得发明专利2项，申请专利7项以上；发
23、表论文4-5篇。 社会效益： 装备制造业是衡量一个国家综合实力的重要标志，机械加工技术是振兴装备制造业的关键, 而金属焊接构件服役过程中所遇到的最大挑战是其断裂、疲劳等导致破坏和失效，这已成为制约我国装备制造业高速发展的瓶颈问题，开发先进装备制造技术是高新技术发展的基础和先导，也是提升传统产业技术水平，调整产业结构的关键。本项目以我公司独有的超声波消除残余应力技术优势，结合智能机器人技术，形成具有革命性创新的超声波消除残余应力机器人产品，改变焊接构件残余应力消除不彻底、寿命低的现状。项目产品非常符合国家产业政策，产品诉求点明确、独特，与世界高精尖制造趋势相吻合，具有广阔的目标客户群。本项目
24、技术的实施与产品转化必将为我国焊接构件智能消除残余应力技术水平提高起到重要的推动作用，充分增强我国焊接构件制造企业的市场竞争力和技术水平，获取可观的社会效益。 预期成果 2 3 6 11 1.新产品（含农业新品种） 2.新装置(装备) 3.新工艺(或新方法、新模式) 4.新材料 5.计算机软件 6.论文 7.著作 8.研究(咨询)报告 9.技术标准 10.基地建设 11.其他 （可多选） 专利申请(件) 发明 3-4 实用新型 4-5 外观设计 0 专利授权(件) 发明 2 实用新型 4-5 外观设计 0 软件著作权
25、件) 0 项目完成后年新增经济效益 新增产值 (万元) 新增利润 (万元) 新增税收 (万元) 出口创汇 (万美元) 8000 700 900 0 项目实施期累计经济效益 4000 480 320 0 项目经费 项目总投资(万元) 申请省拨款(万元) 部门匹配(万元) 1680 500 0 单位自有(万元) 银行贷款(万元) 其他来源(万元) 920 0 0 项目前期工作基础 已投入研究人员数 11 已投入经费（万元） 260 已投入经费中，单位自筹（包括单位自有、银行贷款、地方匹配等资金）260万元，政府拨款 0
26、万元，其他0万元。 48 项目申报书 一、项目简介 简要介绍项目主要研究内容、成果来源、创新点、知识产权、获奖等情况，项目实施所处阶段，下一步主要研发内容与目标、产业化建设目标、投资估算，企业基本概况等。 随着我国工业现代化的不断发展，产品的质量与耐久性问题被广泛关注。机械构件又是科技工业和设备的基本构成，而残余应力的存在，对机械构件的可靠性有很大的影响，特别是影响结构件的疲劳寿命、尺寸稳定性和抗腐蚀能力。残余应力在机械构件中普遍存在，残余应力的影响贯穿机械结构全寿命周期。残余应力会诱导材料产生微裂纹，而这些裂纹在一定条件下导致材料断裂。残余应力的检测对采矿机械、输油设备，大
27、型水电、火电、核电等成套设备，大中型建筑机械，交通运输等设备非常重要。在压力容器行业中，由于构件表面存在很大的残余应力，加速了表面腐蚀，从而诱发大量的重特大事故。近年来输油管道爆裂多发，主要原因在于管道焊缝残余应力没有得到及时检测，长时间腐蚀导致应力释放从而引起开裂。近几年在我国得到快速发展的高速铁路的无缝钢轨是通过焊接实现的，焊缝处的残余应力检测和消除，不仅涉及到钢轨寿命而且关系到列车运行安全的大问题。因此，残余应力的检测及消除不仅会影响日常生活，而且会波及到一个国家的稳定和人民的安全。基于此，开发超声波消除残余应力机器人势在必行，同时，该项目也非常符合省“十三五”发展规划要求，围绕高端专用
28、工业机器人技术开展研发，实现面向复杂作业任务实时感知、复杂工件自动测量与信息提取、工艺快速分析与参数优化、自动精确轨迹规划等关键技术突破，推动智能制造技术水平快速提升。准确、快速地检测出残余应力，对其状态、应力值进行合理评估，及时采取预防措施或有效利用具有十分重要的意义。 成果来源： 本项目技术采用项目申报单位所独有的超声波消除残余应力发明专利技术和协作单位所拥有的在智能机器人方面的技术。 创新点： 1、智能超声应力消除设备和智能机器人创新集成，基于激光扫描视觉系统，设计局部搜索算法，优化残余应力最佳消除轨迹，消除人为和环境因素的影响。 2、X射线衍射法应力测量设备与
29、机器人创新集成，自动进行应力测量，并对数据进行科学分析，进一步优化各种情况超声应力加工工艺。 3、智能化、数字化、网络化控制模块，使加工、测量、数据分析一键完成，并实现无线传输。 4、精密应力测量设备和超声应力消除设备集成于一体，采用智能控制，并采取可靠措施，消除电磁干扰。 5、现有的应力消除设备升级成智能型、数字型应力消除设备，针对不同的加工工件，加工工艺参数一目了然。 知识产权、获奖等情况，项目实施所处阶段，下一步主要研发内容与目标： 作为科技创新型企业，公司不断加大企业研发投入，目前拥有93项专利，其中发明专利25项，公开并进入实审阶段专利20多项。 “超声波金属表面加工装置
30、发明专利荣获济南市专利奖三等奖，“豪克能复合数控机床”项目荣获山东省机械工业科技进步奖三等奖，“豪克能球型车床”项目荣获济南市科技进步奖三等奖及山东省企业技术创新奖二等奖，“豪克能镜面加工数控立车”项目获山东省机械工业科技进步奖二等奖。 本项目目前处于中试阶段。 下一步主要研发内容与目标： 超声波消除残余应力机器人，把现有的超声应力消除设备升级成智能应力消除设备，同时把智能应力消除系统、智能机器人、高端应力测量系统三者创新集成。通过开发智能化的控制测试系统，实现对这种新型超精密装备的智能化、网络化控制。提高加工效率，消除人为、外界环境等因素对加工效果的影响。在开发研制过程中需完成以下主
31、要内容： 1）从消除残余应力产生理想压应力过程中机械、热、电现象等特征研究入手，结合高端测量设备测试和数据分析进一步探索超声动态冲击和脉冲电流作用最佳机械加工工艺参数。 2）把现有的超声应力消除设备升级成智能应力消除设备，根据不同的机械加工工艺进行多组在线编程，编程工艺包括工作电流、运行时间等参数一目了然， 3）采用安卓系统开发智能控制模块，把应力消除设备、机器人、应力测量三者创新集成。工件加工、测量、数据分析一键完成。 4）基于智能机器人激光扫描视觉系统，根据多年的实践经验，结合高端应力测量设备测量结果和数据分析，设计了局部搜索算法，优化超声刀具残余应力最佳运动轨迹，超声智能应力消除
32、测试系统消除人为和环境因素影响。 5）在智能控制模块上扩展远程控制的功能，达到数字化、智能化、网络化控制目的。 6）加工结束后可根据设定工艺自动测量残余应力并具备应力梯度测量、应力云图测量功能。加工参数、工作参数动态变化曲线和应力测量结果可以统计、查询、打印、汇总。同时具备保存和无线传输功能。 产业化建设目标： 该项目产品超声波消除残余应力机器人不仅在航空航天、兵器工业、采矿机械、输油设备有广泛的应用前景，而且对于高铁钢轨行业、桥梁行业、轮船行业、水利、核电等的关键焊接件的表面强化，提高零件的抗疲劳强度及使用寿命意义重大，并具有广阔的市场前景及技术优势，其产业化将促进机械制造工业布
33、局的多元化，并为国家安全和提高民族装备制造水平做出贡献。该项目产品成功开发后，将形成年产100台套超声波消除残余应力机器人产品，年产值8000万元的生产能力。项目实施期累计实现销售收入4000万元，利润480万元，税额320万元。 投资估算： 项目计划投资1680万元，前期已投入260万元，项目新增投资1420万元，其中自有资金920万元，省补助资金500万元。 企业基本概况： 华云公司成立于2003年，主要从事金属表面改性与抗疲劳、强化与精密化加工设备，超声波加工、热处理、机电、机械加工、以及残余应力消除设备的研发与销售及技术服务；是国家首批高新技术企业，通过了ISO9001：200
34、8国际质量体系认证、欧盟CE认证。目前，公司拥有6万余平米的豪克能产业园和2000平米的豪克能研究院；建有省级“一企一技术”研发中心，市级工程技术研究中心，市级企业技术中心等。先后承担完成国家级项目2项、省级项目2项、市级项目3项，及多项地方项目。华云公司为山东省知识产权示范企业，集研发、生产、销售、服务于一体。目前拥有国家专利93项，其中发明专利25项。 截止2015年底，华云公司总资产达到8462.9万元，银行信用等级AA级。公司研发中心拥有研发人员49人，其中高级工程师12人，硕士2人；拥有精密加工中心、外圆磨床、应力测试仪等加工、检测设备。年销售收入5403万元，利税1000余万元，
35、税收456万元，研发投入523万元，是行业的开拓者。 与山东大学合作成立了联合实验室，对焊接构件超声波消除残余应力以及X射线衍射法进行残余应力检测研究。 二、项目的意义与必要性 项目的背景与意义，国内外发展现状及趋势，目标产品处于产业链重要环节的阐述，对促进产业结构调整、提升产业整体竞争力和水平的重要作用等。 1、项目的背景与意义 随着我国工业现代化的不断发展，产品的质量与耐久性问题被广泛关注。机械构件又是科技工业和设备的基本构成，而残余应力的存在，对机械构件的可靠性有很大的影响，特别是影响结构件的疲劳寿命、尺寸稳定性和抗腐蚀能力。残余应力在机械构件中普遍存在，残余应力的影响贯穿机械
36、结构全寿命周期。残余应力会导致应力集中，从而导致材料产生微裂纹，而这些裂纹在一定条件下导致材料断裂。采矿机械、输油设备，大型水电、火电、核电等成套设备，大中型建筑机械，交通运输设备等重大技术装备很多时候对残余应力的检测也同样非常重要。在压力容器行业中，由于构件表面存在很大的残余应力，加速了表面腐蚀，从而诱发大量的重特大事故。近年来输油管道爆裂多发，主要原因在于管道焊缝残余应力没有得到及时检测，长时间腐蚀导致应力释放从而引起开裂。近几年在我国得到快速发展的高速铁路的无缝钢轨是通过焊接实现的，焊缝处的残余应力检测和消除，不仅涉及到钢轨寿命而且关系到列车运行安全的大问题。因此，残余应力的检测及消除不
37、仅会影响日常生活，而且会波及到一个国家的稳定和人民的安全。准确、快速地检测出残余应力，对其状态、应力值进行合理评估，及时采取预防措施或有效利用具有十分重要的意义。 消除残余应力的方法很多，如自然时效、热时效、振动时效等，但自然时效周期太长，已不适合现在市场经济的高效要求；热时效不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入，而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异，其对残余应力的消除率一般在40～80%之间；振动时效虽然使用方便，但其应力消除率一般在30～50%。超声消除应力是最彻底消除表层焊接残余拉应力的方法，它不仅使残余应力的消除率达到80～100%，而且还能产生理想的压应力，
38、这对焊接钢轨的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能大有益处。超声消除应力代替热时效和自然时效方法具有投资少、生产周期短、节约能源、降低成本、使用方便、效果显著等特点，焊接残余应力越高，超声处理降低应力越多，均化效果越好。 将智能机器人与超声应力消除设备及X射线应力测量设备三者创新集成，优化超声刀具消除残余应力最佳运动轨迹及方式，通过超声方式来改变构件原有的应力场，使金属表面产生一定数值的压应力，从而消除残余应力。X射线应力测量设备对构件焊缝自动测量残余应力并具备应力梯度测量、应力云图测量功能。加工参数、工作参数、动态变化曲线和应力测量结果可以统计、查询、打印、汇总。同时具备保存和无线传输功能。
39、 智能化应力消除及应力检测设备将智能化机器人应用于应力消除设备及应力检测设备，不仅减少了人力成本而且可以适应复杂、危险、恶劣的环境，与手持式进行应力消除及应力检测相比，提高了加工质量及检测精度，避免了工作环境因素对操作者的影响。如果再与自动焊接设备联合使用，将大大提高客户装备自动化水平及工作效率。 提高企业自主创新能力，建立企业为主体、市场为导向、产学研结合的技术创新体系，是企业生存、发展和提高综合竞争力的根本途径，是增强自主创新能力、建设创新型国家的迫切要求，是当前应对国际金融危机、促进经济平稳较快发展的当务之急。近年来，我国企业技术创新积极性迅速增强，但从总体上看，我国企业的技术创新能
40、力还比较薄弱。要加快推进技术创新工程，综合运用政策、投入、金融、服务等多元化的支持方式，引导各类创新要素向企业集聚，使企业真正成为研究开发投入的主体、技术创新活动的主体和创新成果应用的主体。 机器人的应用是我公司的一个全新的技术领域，它的推广应用不仅能提高我公司在应力产品的竞争力，而且可提高我公司的技术水平，提高产品的技术含量和产品附加值，特别是机器人软件的再开发，将我公司的制造水平提高到一个新高度。客户装备该套系统将使客户在技术改造、更新设备，提高装备水平方面迈上一个新台阶。 本项目完成后不仅在航空航天、兵器工业、采矿机械、输油设备有广泛的应用前景，而且对于高铁钢轨行业、桥梁行业、轮船行
41、业、水利、核电等的关键焊接件的表面强化，提高零件的抗疲劳强度及使用寿命意义重大，并具有广阔的市场前景及技术优势，其产业化将促进机械制造工业布局的多元化，并为国家安全和提高民族装备制造水平做出贡献。 2、国内外发展现状及趋势 超声应力消除技术是近年来国际上的研究热点，是超声冲击(UIT/UP)技术的改进与升华。超声冲击技术由世界闻名的乌克兰Paton焊接研究所在1972年最早提出，并由Paton焊接研究所和俄罗斯“量子”研究院共同开发成功，最早用于前苏联海军船只的降低焊接残余应力，引入有益的压应力。1974年，Polozky等人公开发表了将超声冲击技术应用于消除焊缝残余应力的文章。目前，在高
42、能超声（HPU）领域，超声冲击技术成为了一个很有前途的研究方向，并且应用范围已延伸到各种材料、构件及焊接单元。俄罗斯托木斯克理工大学材料学教授、科学院院士prof. V.E.Panin 等，利用超声冲击金属表面制备纳米晶体，在超声冲击技术研究方面取得重大突破。超声冲击技术传入我国，本单位在超声冲击技术基础上，研制了超声应力消除技术。超声应力消除技术利用大功率的超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面，由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量，使金属表层产生较大的压缩塑性变形；同时超声冲击波改变了原有的应力场，产生一定数值的压应力，并使被冲击部位得以强化。超声应力消除技术在构件、焊
43、接单元、材料等领域，应用成功并取得了不错的成就。超声应力消除技术在铁路、海洋工程、汽车、装甲车辆、重型工程机械、机械零部件、飞机、桥梁、机车车辆、石油管线、 化工机械设备等诸多领域均有所应用。超声应力消除技术虽然广泛应用，但都是单一的超声应力消除设备，目前超声应力消除技术受人为、环境因素影响较大，只能对一些关键件在实验环境下具有一定熟练技能的操作员工进行精细加工。为消除超声应用领域人为、环境因素的影响，超声技术与智能机器人相结合研究，多数处于实验室研究阶段，很难在恶劣环境下规模化工业应用。而将超声技术、智能机器人、X射线应力测量设备三者创新集成，且具备智能化、数字化、网络化控制研究和应用还未见
44、报道。 3、对全省转型升级的促进作用。 随着我国工业现代化的不断发展，产品的质量与耐久性问题被广泛关注。机械构件又是科技工业和设备的基本构成，而残余应力的存在，对机械构件的可靠性有很大的影响，特别是影响结构件的疲劳寿命、尺寸稳定性和抗腐蚀能力。残余应力会导致应力集中，从而导致材料产生微裂纹，而这些裂纹在一定条件下导致材料断裂。该项目产品将智能化机器人应用于应力消除设备及应力检测设备，不仅减少了人力成本而且可以适应复杂、危险、恶劣的环境，与手持式进行应力消除及应力检测相比，提高了加工质量及检测精度，避免了工作环境因素对操作者的影响。如果再与自动焊接设备联合使用，将大大提高客户装备自动化水平及
45、工作效率。机器人的应用是我公司的一个全新的技术领域，它的推广应用不仅能提高我公司在应力产品的竞争力，而且可提高应力消除行业的技术水平，提高产品的技术含量和产品附加值，特别是机器人软件的再开发，将我国的制造水平提高到一个新高度。客户装备该套系统将使客户在技术改造、更新设备，提高装备水平方面迈上一个新台阶。项目完成后将提升我国在焊接残余应力消除相关产业关键零部件的制造水平，为我国相关行业的核心竞争力提供重要技术支持。该技术的应用可以显著提升我国基础制造水平和能力。其产业化将促进我国机械制造工业布局的多元化，具有重要的经济效益和社会效益。 三、项目目标与任务 1. 项目实施进行整体策划 通过产
46、学研合作，利用项目合作单位在智能机器人方面的优势，结合我公司在智能消除残余应力和检测技术方面的优势完成对焊接零件残余应力的消除以及智能化检测，并实现应力消除、智能检测和数据分析的智能化控制；综合运用材料科学、纳米科学、力学、智能化控制、通讯等多方面的综合知识，结合焊缝应力消除特点，在多学科交叉基础上进行实验方案设计。从消除残余应力产生理想压应力过程中机械、热、电现象等特征研究入手，结合高端测量设备测试和数据分析进一步探索超声动态冲击和脉冲电流作用最佳机械加工工艺参数。把现有的超声应力消除设备升级成智能应力消除设备，根据不同的机械加工工艺进行多组在线编程，编程工艺包括工作电流、运行时间等参数一目
47、了然。采用安卓系统开发智能控制模块，把应力消除设备、机器人、应力测量三者创新集成。工件加工、测量、数据分析一键完成。基于智能机器人激光扫描视觉系统，根据多年的实践经验，结合高端应力测量设备测量结果和数据分析，设计局部搜索算法，优化超声刀具残余应力最佳运动轨迹，超声智能应力消除测试系统消除人为和环境因素影响。在智能控制模块上扩展远程控制的功能，达到数字化、智能化、网络化控制目的。 2．项目确定的目标与任务需求分析 项目完成后将申请专利8项，其中发明专利3-4项，授权专利7项，其中发明专利3项。发表论文4-5篇。 技术指标： 1）现有的应力消除设备升级成智能型、数字型应力消除设备。 2）
48、开发智能控制测量模块，具备远程控制和无线数据传输功能。同时把超声应力消除设备、智能机器人、X射线应力测量设备三者创新集成。 3）基于智能机器人激光扫描视觉系统，优化消除残余应力超声刀具最佳运动轨迹局部搜索算法设计。 4）可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%，疲劳寿命延长2-5倍。 5）金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力提高约40%。 任务需求分析：设计开发超声波消除残余应力机器人试制成功后，预计每年生产100台，每台成本50万元人民币，每套实现毛利润为30万元人民币，针对航空航天、轨道交通等精密关键件以及焊接构件残余应力消除可实现产业化生产。 该项目产品的成功开发不仅在航空
49、航天、兵器工业、采矿机械、输油设备有广泛的应用前景，而且对于高铁钢轨行业、桥梁行业、轮船行业、水利、核电等的关键焊接件的表面强化，提高零件的抗疲劳强度及使用寿命意义重大，并具有广阔的市场前景及技术优势，其产业化将促进机械制造工业布局的多元化，并为国家安全和提高民族装备制造水平做出贡献，项目产品具有很大的市场需求。 3．项目目标与任务解决的主要技术难点和问题分析 在申报单位现有的超声应力消除设备基础上，把超声应力消除设备升级成智能超声应力控制消除系统。把智能应力消除设备、智能机器人、高端应力测量系统三者创新集成。加工效果不受人为、外界环境因素影响。同时对多物理场动态耦合过程进行相关模拟和分析
50、研究，结合对材料表面力学性能分析，探索出超声应力消除的最佳运动轨迹。本项目涉及的关键技术如下： 1） 把智能机器人、智能应力消除设备和精密应力测量设备三者创新集成，基于智能机器人激光扫描视觉系统，优化超声消除残余应力最佳运动轨迹和局部搜索算法设计，达到不受外界、人为因素影响，达到最佳消除应力及测量效果。 2）借鉴经典摩擦学的研究方法和相关理论，通过分析外场耦合及表面特征，结合微观精细结构的研究，及高端应力测量设备的测量数据和分析结果，进一步揭示其电-力耦合的物理本质。 3）把超声技术和高端数字化、智能化、网络化控制技术相结合，为工程应用探索新的途径。 4）智能控制模块具有
©2010-2025 宁波自信网络信息技术有限公司 版权所有
客服电话：0574-28810668 投诉电话：18658249818
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490
关注我们 ：
