实现智能制造的光纤激光技术成为产业内企业的发展重心之一

   日期:2020-10-09     作者:工业品商城    浏览:7    
核心提示:近年来,国家政策向机械设备产业倾斜。在政策利好和市场需求的双重因素下,食品机械正成为我国新的经济增长点。统计数据显示,2018年,我国食品机械产业规模达到1202亿元,食品专用机械产量达到20.63万台。,食品机械的种类增长到4300个左右,行业专用机械的销售量达到19.4万台。  王彩莲表示,这些技术目前是完全可以实
        近年来,国家政策向机械设备产业倾斜。在政策利好和市场需求的双重因素下,食品机械正成为我国新的经济增长点。统计数据显示,2018年,我国食品机械产业规模达到1202亿元,食品专用机械产量达到20.63万台。,食品机械的种类增长到4300个左右,行业专用机械的销售量达到19.4万台。
   王彩莲表示,这些技术目前是完全可以实现的。但据以往经验看,人的操作失误往往才是事故发生的主要原因之一。王彩莲认为,无人船的出 现则可以规避人员因素,但这对智能系统的要求就会变得更高。随着人工智能等技术的进一步发展,通过学习和自适应,船舶甚至可以实现自 行决策,控制船舶及时采取紧急措施,避免因船员响应不及时或错误操作造成悲剧。  
  我国食品机械发展起步始于上世纪50年代,经过多年的发展,产业取得了长足的进步。现如今,我国已经建成了门类齐全、独立完整的食品装备产业体系,产业创新体系的建设初见成效,具备了一定的创新能力。据了解,我国食品机械现有的技术档次主要分为高、中、低三个层次,中、低端设备发展态势良好,但在高端设备上仍未摆脱对国外先进技术的依赖。
       基于上述技术,该项目成功开发的无线智能传感器与云平台集成的大型桥梁结构监测系统建设方法,对比传统监测方式,可降低50%以上的建设和运维成本,节省70%以上的建设时间。 
       随着大数据、人工智能等技术的快速发展,船舶的智能化已成为必然趋势。不久前,中国自主研发的全球首艘智能船舶“大智”散货船在上海 交付。所谓智慧船舶,是利用传感器、通信、物联网等技术手段,自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据,并 基于大数据和自动控制等技术,在航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶,以使船舶更加安全、环保、经济、可靠。
  对于高端设备的制造,不仅要求技术先进,也要求制造精良。因此,采用先进的技术和工艺来制造设备是企业需要重点关注的部分。近几年,激光技术的使用不仅省去了冲压、剪板等复杂工序,激光加工后成品质量也得到可靠提升。而随着光纤激光技术研究以及应用的研发落地,其在食品机械制造领域的优势逐渐凸显。
       同时,项目率先成功应用振弦类传感器动态采样方法,采样率5-100Hz,频率信号精度0.1-0.4Hz,突破了振弦类传感器数十年来仅可静态采样(采样率通常低于0.02Hz)的应用局限。 
   在安全性方面,通过在船舱里装备传感器,当船舱破损进水时,能够测出船体的进水量,并及时发出预警。通过计算软件,还可以给出最佳的 扶正和补救方案,即使破损过于严重,智能系统还可以提供最佳的逃生和撤离方案。
  有技术人员表示,高功率光纤激光器的切割速度比传统的CO2激光器快5倍,并且运营成本降低了一半。这意味着在相同的单位时间内,产出量变得更高,操作成本却降低,为企业带来更低的生产成本,更高的经济利润。因此,对于使用激光切割系统的制造企业而言,升级光纤激光器无疑将满足企业更多的加工需求。
   传感器的寿命问题,是关系到桥梁监测系统能否长期稳定运行的核心问题。该项目集成开发并成功应用平均100μA(3V时)的低功耗传感器,工作寿命优于现有传感器达2到3倍以上,更为适应太阳能供电等非稳定性供能条件。
  对于未来光纤激光技术的发展,将集中在实现任意波长、运行模式、功率、光束参数输出等方面。首先是输出功率,国外某大学研究组曾采用相干合成技术,实现了飞秒光纤激光系统输出功率的快速飞跃,从3.5 kW到5 kW,再到今年发布的10 kW飞秒光纤激光系统。
时间同步问题,一直是国际既有无线桥梁监测方式的局限,该项目率先成功应用了精度自适应时间同步算法,同步精度达到10μs,大大优于常规桥梁监测要求的1-100ms;同步收敛速度优于传统100%以上,精度可调可自适应。
  其次是输出波长,中国科学院课题组通过“可调谐抽运源”和控制激发Stokes光阶数的方式,实现了单台激光输出波长从1 μm到近2 μm超宽范围调谐。在输出模式方面,英国某大学通过特殊设计光纤,实现了基模、纯净高阶模和混合模可控输出。不难发现,关于光纤激光技术的研究正在不断深入,它在机械制造业中的应用优势也会越来越大。
        据了解,这一项目研发并成功应用基于功率谱峰值突出预处理的索力算法,拉索基频解算精度为0.1%-1.0%FS,可全面替代传统索力传感器。  
 
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