面向认知赋能的人机协作:进展、挑战和展望

摘要:在工业4.0向工业5.0的发展过程中,以人为本逐渐成为智能制造领域关注的焦点之一。当前的人机协作不仅强调要聚焦于技术的进步与效率的提升,更强调将人类的高阶认知思维与机器的计算能力相结合,实现认知赋能。基于此,梳理人机协作中认知赋能在交互感知、任务规划与执行、技能学习等关键领域的现有研究,揭示了多模态信息整合、任务推理、动态决策与技能知识表征的挑战。进一步,提出通过应用知识图谱构建的相关技术来支持人与其机器认知对齐的方法,以及通过应用知识图谱推理的相关技术来支持复杂环境下人机协作的任务优化和动态决策。在分析现有人机协作认知赋能研究局限性的基础上,展望未来智能制造环境下的深度认知协同的发展方向。

超高速激光熔覆研究现状与进展

摘要:超高速激光熔覆作为一项新兴技术,具有高效率、无污染、低孔隙率、小热影响区、低稀释率等优异特点,显著提高了普通激光熔覆技术所制备涂层的性能,并拓宽了其应用领域。鉴于超高速激光熔覆的优势,本文首先介绍了超高速激光熔覆不同于普通激光熔覆的技术特点和基本原理,围绕其主要工艺参数对涂层形貌、微观组织和性能的影响进行了总结,之后从粉末运动和熔覆过程两方面介绍了超高速激光熔覆数值模拟,介绍了超高速激光熔覆涂层质量监控与控制现状,并对超高速激光熔覆制备的涂层材料体系进行了重点论述。大量研究表明超高速激光熔覆制备的涂层性能在极低的稀释率和晶粒细化的共同作用下优于普通激光熔覆。随后对超高速激光熔覆制备涂层的常见缺陷进行了概括,最后对超高速激光熔覆已有的应用和未来可能的发展方向进行了展望。

基于数字孪生的热处理智能化技术研究进展

摘要: 为减少热处理智能化技术数据孤岛的状态,数字孪生的运用被广泛关注。数字孪生技术是智能化制造领域的先进智能技术,也是解决数据孤岛的重要方法之一。本文介绍了数字孪生技术与基于数字孪生的热处理研究现状。以车间数字孪生框架为基础,从物理车间、虚拟车间、车间服务系统、孪生数据4 个方面介绍数字孪生的研究现状,分析了各部分中存在的主要问题。针对基于数字孪生为基础的热处理技术,结合传统热处理技术与特殊热处理的智能化研究进展,分析数字孪生技术在热处理中的应用与进展。

智能播种机器人结构设计与试验

摘要:针对当前黄河流域治沙绿化中地形复杂、人工种植效果差、大型设备能源结构不合理等问题,设计了一种集图像传输、远程控制和光伏发电系统等功能于一体的智能播种机器人。首先进行了播种机器人的总体方案设计;然后根据播种机器人的工作区域特点对关键零部件进行了计算和选型,利用Solidworks软件对各零件进行建模及装配,并应用Simulation软件对关键零部件进行了静应力分析和模态分析;最后对该播种机器人进行样机制作,播种试验结果表明装置的播种合格率达到86.08%。此播种机器人的推广可以降低劳动者的工作强度,对提高农业生产的智能化具有重要意义。

热处理技术与装备的发展现状及趋势

摘要:热处理工艺在工业生产中具有重要作用。综述了热处理技术与装备的发展现状和趋势,详细分析了表面热处理、真空热处理等传统工艺的技术原理和发展现状,并重点探讨了变压渗氮、高压气冷淬火等先进技术的优势。在热处理装备方面,对比了传统“老三炉”与现代智能化热处理装备的差异。同时从自动化、绿色节能和智能化等维度,对热处理技术与装备的未来发展进行了展望。

DLC薄膜固体超滑机理及影响因素研究进展

摘要:类金刚石碳基(Diamond-like carbon,DLC)薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001 量级的极低摩擦因数(固体超滑),为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线,近年来引起学界的广泛关注。然而,DLC的制备工艺路线及成分结构复杂多样,并且其自润滑特性同时受内在成分结构和外部工况条件的显著影响,为其工程服役性能带来较大不确定性。鉴于此,归纳了DLC 目前的结构体系、沉积工艺原理发展概况,介绍了DLC 面向固体超滑的结构调控研究进展;回顾了超滑现象的发现及DLC 超滑研究历程,并根据超滑界面材料、润滑机理汇总介绍了其最新研究进展;讨论了薄膜成分及成键结构、环境氛围、接触应力及环境温度等因素对DLC 固体超滑行为的影响规律和微观机制;从机械特性、界面元素成分及成键结构演化角度总结分析了DLC 固体超滑的机理,指明了转移膜的形成及其界面悬键钝化、类石墨结构演化对DLC 实现鲁棒性超滑的关键作用;最后对DLC 摩擦学领域科学及工程问题、未来研究方向进行了展望。研究可为新一代面向极端工况的固体润滑涂层设计提供理论支持。

涂装技术在工程机械中的应用现状与趋势

摘要:概述了工程机械前处理和喷涂工艺的现状。分析了工程机械行业在设备、工艺、涂装管理和涂装专业技术人员中存在的问题。指出零部件面漆化、先进及环保的涂装技术和专业化涂装、第二方涂装是工程机械行业涂装的未来发展趋势。

电机绝缘结构热机械应力分布研究

摘要:为探索电机绝缘结构在高温下的热机械应力分布,本文以有机硅体系绝缘结构为研究对象,测试其在不同温度下的热膨胀系数及弹性模量,分析不同温度下的热应力参数对有机硅绝缘系统热机械应力的影响。结果表明:在温度为-50~200℃内,绝缘结构的热膨胀系数随着温度的升高先增大后减小再增大,其值为0.8×10-5~1.7×10-5 K-1;弹性模量随着温度的升高呈先增大后减小的趋势,其值为0.2×103~3×103 MPa。绝缘结构承受的热机械应力随着热膨胀系数、弹性模量的增加线性增大,绝缘结构的热机械应力随着温度的升高先增大后减小,取决于不同温度下热膨胀系数和弹性模量的大小。通过线棒和电机整机应力测试,验证了测试参数及仿真分析的可行性,仿真值与测试值的偏差在15%以内。仿真分析结果显示:在120℃下,电机绝缘最大热机械应力点位置位于槽口绝缘处,最大值为11.37MPa,灌封后槽口绝缘最大热机械应力值可降低45%左右。

纳秒激光加工金属疏水性能转变的环保处理方式及机理

摘要:纳秒激光直写(NDLW)是一种通过纳秒脉冲激光束在材料表面实现局部加工的技术,广泛应用于微米尺度结构的制备。该方法通过激光烧蚀或光化材料,实现对材料表面进行刻蚀与形貌调控。通常,经NDLW 处理的抛光金属表面表现出(超)亲水性,随后通过环境空气中有机物的吸附、低温退火或激光二次处理等绿色环保处理方式,可实现表面润湿性的转变,获得(超)疏水性表面。所制备的超疏水表面具有防霜防冰、流体减阻、抗菌等多种优异性能,在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。系统阐述润湿性调控的理论基础及纳秒激光加工金属材料的物理机制,重点综述在无化学修饰剂参与的条件下,通过环境友好型处理方式实现金属表面由(超)亲水性向(超)疏水性转变的研究进展,并探讨相关转变机制。最后对当前研究现状进行总结,并提出未来发展方向,旨在为相关领域研究人员提供全面的参考与借鉴。

工程机械水性涂料涂装生产线的工艺设计

摘要:介绍了工程机械水性涂料涂装生产线工艺设计流程和适用于不同工件的水性涂料涂装工艺,分析了工程机械水性涂料涂装的优缺点,从上件、表面处理、喷涂底漆/面漆,到流平、烘干、下线等各环节对水性涂料涂装和溶剂型涂料涂装工艺进行了对比,讨论了工程机械水性涂料涂装设备设计的技术要求及在设备选型上需要考虑的因素,指出了行业未来的发展方向。