随着3C产业的发展,3D玻璃应用需求与日俱增。相对于传统加工技术,热压热弯成形技术具有成本低、批量生产的绝对优势,尤其适合3D超薄玻璃的生产。玻璃热压热弯成形过程是一个多输入、多输出、非线性、强耦合的复杂系统,有必要对其胚料的性质、模具及成形工艺系统进行深入的研究分析,以探究热压热弯成形技术发展近状及现存问题。结合近年来国内外学者研究进展情况,对玻璃材料的本构模型、粘弹性及热膨胀行为做了详细介绍;对模仁材料选择、加工技术及镀膜技术进行了综合分析;阐述了电热管、高频微波超声辅助成形以及成形控制研究现状及最新进展;并对未来可能发展趋势进行预测,为后续研究工作提供基础理论参考。

为提升电火花加工304不锈钢的表面加工质量及加工效率,提出了基于克里金模型和序列采样的电火花工艺参数优化方法。该方法以放电时间、占空比和峰值电流为优化变量,构建以材料去除率为优化目标,以表面粗糙度为约束的电火花工艺参数优化模型。引入克里金模型近似替代工艺优化变量与电火花加工性能响应间的隐式关系,并采用拉丁超立方和序列采样选取样本点,以保证近似替代模型的准确性。对优化结果的实验验证表明,该方法可有效提升电火花加工的材料去除率,满足304钢板加工表面的粗糙度要求。

针对3D曲面玻璃热弯成形过程中的传热问题,解决其加热板、模具、玻璃之间的传热均匀性问题。根据理论分析,建立有限元温度场传热模型,分析玻璃与模具在预热阶段的温度变化。仿真实验表明3D曲面玻璃热弯工艺下,预热后玻璃温度分布不均匀,最大极差达到15℃,且最高温度与预热温度之间也有约28℃的差值。另外,实验证实模拟结果与实验结果误差在10%以内,验证了仿真模型的有效性。进一步,基于有限元分析模型,采用正交试验方法研究了温度工艺参数对于预热后玻璃温度的影响,结果发现对于玻璃温度影响最大的是预热温度,而对于玻璃温度均匀性影响最大的是上下模预热温差。

针对机械系统优化中因设计变量耦合关联导致的优化结果可靠性问题,提出了基于加权满意度的耦合关联机械系统多目标协同优化方法。建立机械系统设计变量耦合关联模型,采用最大-最小满意度函数法,并考虑各子目标的相对权重,建立基于权重加权和的多目标协同优化评价函数,将多目标优化问题转变为单目标优化问题。以掩护式液压支架四连杆机构-结构多目标协同优化为对象的应用表明,提出的方法简化了耦合关联机械系统多目标优化求解的复杂度,而且提高了优化结果的可靠性。

采用基于ARM7系列的低功耗、高性能嵌入式SoC芯片Samsung S3C44B0X作为主控制器,在TCP/IP、GPRS技术相结合的基础上,设计具有无线传输热电偶采集的数据系统。远程监控软件模块采用Delphi7语言编写,分为数据采集端和控制端两部分。试验证明,整套系统运行稳定、可靠、经济,有一定的推广价值。

为实现电火花成型加工的绿色制造,在保证加工效率和加工质量的基础上尽可能减少能耗和污染物排放,采用正交试验与非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对加工参数进行多目标优化。选择脉冲电流(I)、周率(T)及效率(η)3个工艺参数作为因变量,表面粗糙度(Ra)、能耗(EEV)和环境污染物(EEC)作为响应值,对SKD11进行电火花成型加工试验。通过回归分析验证工艺参数与响应之间所建模型的正确性,并利用信噪比分析获得影响能耗和污染物排放的主要因素。得出了加工工艺参数与加工效果之间的回归关系,并通过NSGA-Ⅱ算法对其进行优化得到Pareto前沿。Ra、EEV和EEC预测结果的平均相对误差分别为6.46%、10.45%、9.58%,表明优化结果准确有效,对今后的研究以及企业的绿色加工具有一定参考意义。

为解决曲面显示屏生产过程中曲面玻璃盖板与软性材料贴合的难题,有别于传统的丝印工艺和新兴的黄光蚀刻工艺,提出辊轮滚动贴合工艺,并基于此工艺设计了一款面向曲面显示屏的玻璃盖板贴合装备。为使该装备能达到性能指标需求,重点研究3项关键技术,即CCD视觉自动定位技术、轨迹跟随控制技术和自动控制技术,并对每项技术做详细分析。多款产品试验结果表明:所设计的曲面玻璃盖板贴合装备生产节拍每14.9 s/片,贴合精度在0.05 mm左右(与玻璃盖板形状和大小有关),良品率在97%以上。

对于传统的家庭作坊毛织企业用户而言，研发的全自动收花机操作简单、花型编辑不用学习，减少用户的操作培训工作，并降低设备投入成本。该机编织原理与手摇横机类似，但可实现自动编织、连续编织和故障报警，从而减少了人力投入。首先，将该机与单系统横机进行比对，分解其主要部件，并重点阐述；其次，分析编织工艺的需求，对于“收花”、“坑条加针”等有代表性的工艺进行重点介绍；最后，根据上述功能需求，提出了一种可行的控制系统实施方案。

大容量动力锂电池逐渐成为动力电源的主体,但锂电池生产装备仍是制约国内当前锂电池产业发展的一个重要瓶颈,尤其是注液方面,随着环保要求的进一步提升,迫切需要改进为无人操作。有鉴于此,本项目针对大容量高速高精真空锂电池注液机的关键技术展开研究,主要包括分选和注液两大方面。分选是将锂电池扫码、称重并分拣的过程,注液则包括抽真空、注电解液、渗透静置、残液处理等内容。本项目综合采用调度优化、协同控制、传感器、计算机技术等多种学科和技术,属集成创新,可解决动力锂电池注液速度慢、精度低、稳定性差等问题,对于容量为20AH的动力锂电池,装备产能可达到4ppm左右,部分指标达到国际先进水平。