一、平台概述

依托学校机械与汽车工程学院，于2022年经福建省科技厅批准成立。实验室面向机械学科前沿以及福建省先进装备制造业领域，针对智能设计、高端数控机床和机器人集成应用、增材制造和精密加工等领域开展基础研究和产业服务，为服务新福建建设、推进我省实施“智能制造”搭建新平台。

重点实验室主任为童昕教授，现有固定研究人员36人，客座研究人员3人，其中教授14人，高级职称28人，其中27人具有博士学位，博导3人、硕士导师30人，涵盖机械、电气、控制以及材料等多个领域研究。近年来，各研发团队承担了国家原“863”项目、国家自然科学基金、省科技重大专项、重点项目等各类科研项目，获省级科技进步奖5项，含一等奖1项；发表“三高”学术论文100余篇；取得授权发明专利30余件；还与省内众多知名企业开发出铝合金车轮自动化生产线、新能源电池模组智能化生产单元等一系列有影响力的智能化装备。

二、主任简介

童昕，教授、博导，原福建理工大学校长。主要社会兼职有中国职业技术教育学会第五届理事会常务理事。曾获福建省五一劳动奖章。主要研究方向为数字化分析与设计、机械动态设计、工程机械。带领学术团队在国内较早地运用离散单元法开展振动筛分理论的研究，在国际较早地运用EDEM进行振动筛分过程的动力学仿真分析，取得了粘弹结构的简便模态分析方法及实验模态分析方法、液压工程机械动态分析的摄动算法等研究成果。主持国家自然科学基金项目、科技部子项目(福建省创新方法应用推广与示范)、福建省重大科研专项等科研项目。在国内外重要学术刊物发表论文60余篇，30余篇被SCI、EI索引。

三、主要研究方向及内容

1.高端装备动态设计及优化

紧密围绕制造装备、工程机械、海工装备等国家和区域产业发展战略需求，以装备自主设计为宗旨，以现代设计技术为支撑，围绕“现代机构理论与方法” 开展现代设计理论与方法、MBD理论与方法、轻量化设计理论等内容的研究工作，并结合福建省大型工程需求，突破关键装备设计的瓶颈问题，为高端装备自主设计及制造提供支撑平台。

2.高端数控机床与机器人技术

（1）高速高精数控机床创新设计技术：动态设计-结构创新；直驱应用-驱动创新；矿物质支承件-新材料应用。

（2）机器人感知技术集成及控制：机器人对环境信息感知能力—多传感器信息的融合；拟突破方向—机器人感知技术集成及控制。

3.先进制造技术

（1）增材制造工艺技术及装备：针对工程机械、汽车、海洋、医疗等关键领域，研究基于激光熔覆表面改性、激光熔化、自动焊接等各类增材制造关键工艺技术；以及开发基于增材制造工艺的集成应用装备。

（2）高效精密加工技术及装备：针对包括超细晶硬质合金、半导体晶圆材料、工程陶瓷、光学零件等关键材料，研究利用不同物理、化学原理的高效精密加工新工艺；高效精密加工过程中微观力、热、磁、光等的耦合作用机理，高效精密加工装备设计理论与方法等。

四、已取得的主要研究成果

1. 直驱高精复合加工中心研发及应用推广

项目负责人：彭晋民。

主要创新成果：（1）发明“矿物质直驱机床本体及直驱五轴转台”；（2）发明“一种数控机床直驱电机伺服控制软件”；（3）发明“两种适用于高速控制的NURBS曲线插补器”。

通过项目的实施和推广，我省部分数控机床企业（正丰数控、厦门德垦贝特和泉州立亿德公司等）开始在数控机床中运用直驱技术来提升加工速度和精度，并且开始关注非金属床身在机床或其他装备中的应用。我省的多轴联动复合加工机床、高速和快速加工数控机床在全国的竞争力得到很大提升。项目成果获2022年福建省科学技术进步三等奖。

2.长服役期高耐候性铝合金型材绿色生产关键技术研发与产业化

项目负责人：曾绍锋、黄旭。

主要创新成果：（1）发明塑性成形、焊接成型及在线保温淬火工艺及装备；（2）耐候性铝合金型材的环境友好型表面处理方法；（3）高合金高强铝中不溶结晶相含量的配方调控及热处理工艺研发。

福建省闽发铝业股份有限公司和福建工程学院，经过产学研合作，运用自行开发设计的新型铝合金配方、高效环保的热处理方式及配套智能制造装备，实现了长服役期铝合金材料的快速绿色制造。项目成果获2022年福建省科学技术进步三等奖。

3.高速列车橡胶空气弹簧的成型制造装备关键技术及应用

项目负责人：张树忠。

主要创新成果：（1）发明用于非对称结构的橡胶空气弹簧成型的一次法成型方法。（2）发明适用多规格空气弹簧成型制造的大径比成型方法。（3）创新开发橡胶空气弹簧成型机的定中定长智能化上料技术。（4）将上述关键技术和配套开发的系列技术，集成应用并实施产业化，开发橡胶空气弹簧成型装备，达到欧盟、美国和我国轮胎优质产品要求，为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。

福建建阳龙翔科技开发有限公司和福建工程学院，经过产学研合作，创新开发成型方法、制造方法、自动化等核心技术，获得系列授权发明专利和系列实用新型专利。项目成果获2022年福建省科学技术进步二等奖。

五、在研的主要项目

1. 高性能烧结钕铁硼永磁体制造装备研发及应用

项目负责人：童昕。

主要合作单位：福建省金龙稀土股份有限公司。

针对钕铁硼永磁体制备装备在制粉与成型时存在着粉体粒度宽度不均匀，风选性能低，布粉密实度低，降低压制裂纹率与变形量，提高产能等问题，深层次探究粉体在气流场的破碎机理，风选及压制机理，创新研发及改进高性能制备装备，满足稀土深加工高附加值要求。通过数值模拟仿真技术、理论研究及实验方法对工艺参数及结构参数与指标间的影响作用机理深入分析，建立优化设计平台，解决制造过程工艺参数优化配置，创新设计关键零部件，并对过程进行智能化反馈控制调节，突破技术壁垒，实施产业化形成效益。

2.新能源电池模组智能焊接及视觉检测系统关键技术研发

项目负责人：彭晋民。

主要合作单位：宁德思客琦智能装备有限公司。

主要研究目标和内容：（1）采用由可调节环形光斑模式振镜激光器和激光振镜焊接的吹气保护装置共同构成的激光振镜焊接系统不仅能够解决传统振镜激光焊接存在的焊接气孔、飞溅、高系铝焊缝裂纹等难题，同时也大大提高了动力锂电池汇流排与极柱的焊接工艺质量和效率。（2）本项目一方面提出一种基于图像金字塔的快速定位算法，从而提高图像模板匹配的速度；另一方面，利用多台相机在传输过程中对多条激光焊缝分批进行定位，从而实现对激光焊缝的高效视觉定位。（3）项目研发视觉检测系统运用算法库和机器学习可大大提高对动力电池模组全尺寸及瑕疵等的检测效率和精度。

3.光伏硅晶环形金刚石线切割机理及数控装备关键技术研究

项目负责人：戴福全。

主要合作单位：福州天瑞线锯科技有限公司。

主要研究目标和内容：环形金刚石线锯数控切割中心通过环形金刚石线高速运动对硅晶进行切割，切割过程对环形金刚石线的磨料结合强度、焊接抗拉强度形成严峻挑战。金刚石线高速运动带来的高速颤振以及切割力随机作用是造成切割质量不佳的主要原因，必须通过综合考虑金刚石线、机械本体来解决。本项目拟开展自主研发的部分包含环形金刚石线制备以及配套数控切割中心的机械设计、控制系统设计等部分，具体内容紧紧围绕硅晶高速高精切割对环形金刚石线高强度以及机械本体高稳定性、高精度要求展开研究。