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裝備制造業是一個國家的脊梁”；五軸數控機床作為高端裝備的代表，是加工復雜空間曲面的唯一手段，起著不可替代的作用，成為衡量國家裝備制造水平的重要標志。我國是機床制造和消費大國，但不是強國，高檔數控機床主要依賴進口。2018年我國機床進口總額165億美元(占機床消費總額近57%），由于禁運，制約我國裝備制造水平提升。 國家中長期科技發展規劃設立了“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項。本項目面向這一國家重大需求，研制了激光高精度多誤差參數的快速綜合測量儀，通過誤差補償，顯著提高數控機床的制造與加工精度。

【研究背景】 圖1所示高斯光斑、平頂圓光斑和環形光斑作用在材料上的光強與溫度場分布示意圖，常規高斯光束能量分布不均勻，中心能量強邊緣能量弱，使用高斯分布聚焦光斑進行激光焊接時，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化氣化蒸發，從而產生飛濺、形成凹陷和空洞等缺陷。平頂光斑作用在材料上時，用于熱傳導的作用，還是會造成中心與邊緣的溫度場分布不均勻，焊接熔深呈現月牙分布?？刂骑w濺、凹陷和空洞等缺陷的關鍵因素是控制激光束的能量分布，減少中心材料溫度和以及焊點中心和邊緣的溫度差。合理設計的環形光斑，有利于獲得相對均勻性的溫度場分布和相對均勻的熔深分布，減少飛濺、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接應用的一個技術發展方向。 圖1 不同光斑的光強分布和在材料上的溫度場分布 【痛點問題】 現有基于擺動掃描方式和點環形模式可調光纖激光器，在一定程度上解決了激光焊接的飛濺問題，但是存在結構復雜，設備制造成本和維護成本高，而且不太適合高精密或大功率厚板的激光焊接。 【解決方案】 本成果從激光光學聚焦頭的設計上，提出了申請專利技術的基于衍射光學元件和折射光學元件的環形光斑或點環產生方法，結構設計靈活方便，可適用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。 （1）基于衍射光學元件的環形光斑產生方法 為了解決能量分布不均勻以及光束敏感性的問題，本成果通過螺旋相位板產生渦旋光束來獲得環形光斑進行焊接。螺旋相位板是一種具有固定折射率的透明板，其一面是平面結構，相對面具有螺旋形狀結構，類似于旋轉臺階，如圖2所示。 圖2 螺旋相位板結構 螺旋相位板其厚度隨著方位角的變化而變化。高斯分布的激光束從螺旋相位板平面端面入射，光束中心與螺旋相位板中心對齊，出射的光束相位被改變，附加一個螺旋相位因子，能量分布變為環形分布，出射的光束變為渦旋光束，其中l為渦旋光束的拓撲荷數，影響渦旋光束能量較低區域的大小。螺旋相位板的臺階高度通常為微米量級，并且初始光束都是通過擴束系統擴束的，基本沒有發散，因此，螺旋相位板對光束光強基本沒有衰減，而只是改變光束的相位。利用螺旋相位板產生的渦旋光束解決了能量分布均勻性的問題，同時用螺旋相位板產生的渦旋光束的穩定性好，環形的能量分布特點，不容易受到外界其他因素影響，可以較為穩定地保持光斑均勻性。本成果具體產生渦旋光束的光路圖如圖3所示。表1給出了不同拓撲數渦旋光束的光場分布。 圖3 產生渦旋光束的光路圖 表1 不同拓撲數渦旋光束的光場分布 本成果設計加工了產生渦旋光束的衍射光學元件，通過組合獲得了不同拓撲數的渦旋光束，圖4給出實驗生產的渦旋光束，相對其他方法產生的環形光斑，采用渦旋光束方式產生環形光斑的好處是，離開焦面還能保持環狀光強分布。除了在激光增材制造有用外，這種光束未來在切割、焊接、打孔等方式都有應用，可以獲得更好的溫度場分布和更好的激光加工效果。 圖4 實驗生產的渦旋光束 （2）基于折射光學元件的環形光斑或點環光斑產生方法 圖5為基于折射光學元件的環形光斑的產生方法，包括透射式的和全反射式的結構，后面根據不同的焊接溫度場分布設計不同組合的環形光斑。 （a）三鏡方案 （b）兩鏡方案 （c）單鏡方案 圖5 基于折射光學元件的環形光斑的產生方法

成果與項目的背景及主要用途 我國城市交通基礎設施的交通供給能力不能滿足現實和潛在的交通需求，基礎設施短缺與其利用的低效率并存，交通管理智能化可以提高路網通行效率、提高道路利用率；智能化、全天候的交通信息采集處理系統是實現智能化管理的前提和基礎。 本成果發明了一種具有安全、無障礙、全天候、在多車道及各種速度下準確測量車速、流量、車型和道路利用率等多種信息的交通信息采集、信息處理系統，包含激光測量裝置和交通信息智能處理軟件兩個組成模塊。

?  成果簡介：該項目采用高功率高效半導體單管激光器做為泵浦源，利用摻雜雙包層光纖、光子晶體光纖、雙包層光纖光柵，采用特有的高效驅動電源技術，為大功率光纖激光技術產業化提供最佳的解決方案。大功率光纖激光器是近年來發展的最新激光技術之一，是大功率激光器小型化、全固化、集成化發展的一個重要方向和趨勢，是繼燈泵固體激光器、半導體泵浦固體激光器之后的第三代激光器，是當前國際上著力開發的新型激光器件，已成為激光在軍事和商業應用中的重要技術。該項目將實現532nm、1064nm、1540nm

本系列激光雷達具有更高精度、更小盲區、更大視野、更加小巧等特點，且實現了更復雜情況的檢測與適用性，如GD-B型支持地毯、電線、臺階、懸崖等的檢測，GD-C型實現的固態無需旋轉的360°避障，且支持多機不互擾等優點，具有行業先進水平，且在一定范圍內降低了成本，具有量好的市場經濟前景。

本實用新型公開一種觸發式激光測速夾持裝置，包括固定基板、固定立柱、高度調節組件、調節座和夾持調節組件；固定立柱豎直安裝于固定基板的上端面；高度調節組件包括滑套、調節臂和配重臂；滑套滑動套設于固定立柱，調節臂一端水平固定安裝在滑套的一端上；配重臂一端水平固定安裝在滑套的另一端上，且調節臂與配重臂位于同一直線上；調節座上設有相互獨立的第一安裝孔和第二安裝孔，調節座通過第一安裝孔滑動安裝在調節臂上；夾持調節組件包括調節桿和用以夾持激光發射器或激光接收器的夾持座，調節穿設在第二安裝孔，夾持座安裝于調節桿下端。本實用新型技術方案方便在對不同車型進行測速時快速準確地調節激光發射器或激光接收器的安裝姿態。 （注：本項目發布于2020年）

1.逆向工程：根據對實物樣件進行激光掃描采集數據，運用CATIA進行逆向設計，得到三維數模，輸出二維產品圖。 2.產品檢測：掃描儀提取實物三維數據，對比設計數據（利用產品圖建立的數模），檢測產品誤差。 該項技術是一種非常高效的產品設計思路和方法，可以迅速、精確、方便地獲得實物的三維數據及模型。該技術有以下優勢：①改變了傳統產品設計研發模式，大大縮短了產品開發的時間周期，提高了產品研發的成功率以及產品對于市場的快速響應能力，為產品提供了先進的開發、設計及制造的技術支撐。②該項技術使產品外形設計變得簡單易行，對于曲率復雜的產品（如汽車車身等），采用該項技術可快速的將概念設計的實物模型轉化為三維模型，從而便于模具的設計和開發。

       設備名稱：激光跟蹤對接自動焊集裝箱自動焊接       設備簡介：集裝箱自動焊接該設備通過擺動式線性激光跟蹤系統與多軸執行機構融合，實現多種長距離對接式焊縫的實時跟蹤及焊接；該設備在集裝箱及物流貨柜箱生產行業的箱體頂板縱、橫對接工序廣范應用；系激光跟蹤系統在識別對接焊縫結構的成功運用；機器人在焊接過程中，難免出現焊偏、咬邊、氣孔等焊接缺陷和撞槍、不能引弧等常見故障。出現焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題；出現咬邊可能為焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對；出現氣孔可能為氣體差、工件的底漆太厚或者氣不夠干燥；發生撞槍，可能是由于工件組裝發生偏差或焊槍的TCP不準確；出現電弧故障，不能引弧?？赡苁怯捎诤附z沒有接觸到工件或工藝參數太小。       設備參數：跟蹤模式：激光跟蹤；跟蹤精度：0.05mm；掃描速度：800/sin；操控模式：人機界面；可接受定制化設計及生產。

SD-FC4020型光纖激光切割機是采用進口國際最先進的光纖激光器輸出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超細焦點光斑照射的區域瞬間熔化和氣化，通過數控機械系統移動光斑照射位置而實現自動切割。 該設備集最先進的光纖激光技術、數控技術、精密機械技術于一體，是切割不銹鋼板、碳鋼板、 鍍鋅板、冷扎板和鋁板的首選。廣泛應用于鈑金加工、航空、航天、電子、電器、汽車、食品機械、紡織機械、工程機械、精密配件、輪船、冶金設備、電梯、家用電器、工藝禮品、工具加工、裝飾、廣告等領域。