机器人GMA-AM过程多源信息特征融合建模及其智能控制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61973213
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    智能制造自动化系统理论与技术
  • 结题年份:
    2023
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019 至 2023

项目摘要

Robotic arc additive manufacturing (AAM) has a wide application prospect in the field of metal 3D printing due to its many advantages, such as high forming efficiency, low cost, good mechanical properties, short manufacturing cycle, more open system and no limitation of parts' structure size and materials. However, due to the complexity and variability of forming process, it is difficult to obtain effective forming characteristic information and the feedback control methods. The robustness of forming process is poor, and the scope of AAM application is very limited. In order to solve this bottleneck problem, this project takes the forming process control of robotic GMA-AM as the research object, and uses some sensors to characterize the dynamic process, such as vision sensor, temperature sensor, arc sensor and spectral sensor. And some technology is studied to realize the intelligent control of robotic GMA-AM, for example, the algorithm of DF-MDF based on data information drive, the modeling method of VPRS and dual-mode composite controller with the adaptive switch based on fuzzy controller. This works will provide a systematic theoretical basis and technical support for the realization of high-level and intelligent robotic arc additive manufacturing, which can meet the urgent technical requirements of high-end manufacturing fields, such as nuclear power, aviation, aerospace and weapons equipment.
机器人电弧增材制造因其成形效率高、成本低、力学性能好、制造周期短、系统开放不受零件结构尺寸和材料限制等优点,在金属3D打印领域具有广阔的应用前景。但因其成形过程复杂多变难于获得有效的成形特征信息,以及影响因素众多缺乏有效的反馈控制方法,导致其成形过程鲁棒性差,限制了其应用的推广。为解决这一瓶颈问题,本课题以机器人熔化极气体保护电弧增材制造(GMA-AM)成形过程控制为研究对象,利用视觉、温度、电弧和光谱等多传感信息来表征其动态成形过程,引入基于数据驱动的数据场多源信息融合算法(DF-MDF)和变精度粗糙集建模方法(VPRS),设计基于传感信息的自适应模糊切换的双模复合控制器对机器人GMA-AM成形过程进行智能控制。为实现高水平、智能化的机器人电弧增材制造提供系统的理论基础和技术支撑,满足核电、航空、航天和武器装备等高端制造领域对电弧增材制造技术应用的迫切需求。

结项摘要

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A Teaching-free welding mehtod based on laser visual sensing system in robotic GMAW
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhen Hou;Yanling Xu;Rongqiang Du;Runquan Xiao;Shanben Chen
  • 通讯作者:
    Shanben Chen
海工装备机器人智能化焊接关键问题及技术研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    金属加工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许燕玲;张本顺;侯震
  • 通讯作者:
    侯震
A feature extraction algorithm based on improved Snake model for multi-pass seam tracking in robotic arc welding
基于改进Snake模型的机器人弧焊多道焊缝跟踪特征提取算法
  • DOI:
    10.1016/j.jmapro.2021.10.005
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xiao Runquan;Xu Yanling;Hou Zhen;Chen Chao;Chen Shanben
  • 通讯作者:
    Chen Shanben
Wire and Arc Additive Manufacturing of metal components: A review of recent research developments
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jienan Liu;Yanling Xu;Yu Ge;Zhen Hou;Shanben Chen
  • 通讯作者:
    Shanben Chen
LSFP-tracker: an autonomous laser stripe feature point extraction algorithm based on siamese network for robotic welding seam tracking
  • DOI:
    DOI 10.1109/TIE.2023.3243265
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Runquan Xiao;Yanling Xu;Fengjing Xu;Zhen Hou;Huajun Zhang;Shanben Chen
  • 通讯作者:
    Shanben Chen

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其他文献

一种基于结构光的V型坡口焊缝特征点识别算法
  • DOI:
    10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.10.013
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨雪君;许燕玲;黄色吉;侯震;陈善本;韩瑜
  • 通讯作者:
    韩瑜
实时跟踪焊缝特征的感兴趣区域特征提取算法
  • DOI:
    10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.12.012
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄色吉;许燕玲;杨雪君;侯震;陈善本;韩瑜
  • 通讯作者:
    韩瑜
视觉传感技术在机器人智能化焊接中的研究现状
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电焊机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈华斌;孔萌;吕娜;许燕玲;陈善本
  • 通讯作者:
    陈善本
强噪声下的激光视觉焊缝跟踪图像处理研究现状及展望
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    电焊机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董金枋;汤大赟;吴頔;张培磊;于治水;许燕玲
  • 通讯作者:
    许燕玲
实时跟踪焊缝特征的ROI特征提取算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄色吉;许燕玲;杨雪君;侯震;陈善本;韩瑜
  • 通讯作者:
    韩瑜

其他文献

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许燕玲的其他基金

基于视觉及电弧复合传感技术的机器人GTAW三维焊缝跟踪和熔透控制研究
  • 批准号:
    51405298
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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