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[发明专利]一种基于智能搅拌的增等材融合制造设备以及方法-CN202010689368.9在审
发明人：袁涛;于占良;张宏达;陈树君;蒋晓青 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-07-17 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开一种基于智能搅拌的增等材融合制造设备以及方法，集成可伸缩轧辊和搅拌摩擦加工装置，工作时由轧辊夹持被加工增材部件，使搅拌针在一定转速下对增材制造部件顶层进行搅拌加工。本发明在使用搅拌摩擦加工工艺解决增材制造部件中的缺陷、细化增材部件组织内部晶粒尺寸，具有结构简单，工艺可控，对被加工部件可起到消除缺陷、优化组织的效果，适用于铝、钛、镁合金的增等材一体加工中。
一种基于智能搅拌融合制造设备以及方法

[发明专利]一种基于剪叉结构的差速驱动模块-CN201810264606.4有效
发明人： 陈树君;罗强;盖胜男 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-03-28 - 公布日： 2020-10-13 - 主分类号： B60K1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于剪叉结构的差速驱动模块，其包括：支撑模块、升降模块、减震模块和驱动模块。通过更换支撑模块中的钣金件和铝合金板，可以将此模块安装到各种轮式移动机器人的底部，包括水平面底部、斜面底部及异型面底部，用来驱动不同的轮式移动机器人。此模块采用升降结构，使得装配有此模块的轮式移动机器人具有主动和被动两种工作模式，方便操作。此外，此模块添加了减震模块，在缓解由于路面不平导致的轮式移动机器人振动的同时，还可以保证两个车轮与地面的正压力近似相等和此模块高度适宜，从而提高轮式移动机器人的控制性能。此模块还采用了差速驱动结构，使得轮式移动机器人的控制方式相对简单、生产和维护成本更低。
一种基于结构驱动模块

[发明专利]一种弱化镁合金搅拌摩擦焊接接头织构的方法和设备-CN202010648809.0在审
发明人：王磊;蒋晓青;陈树君;袁涛;李晓旭;蒋旺 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-07-07 - 公布日： 2020-09-04 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开一种基于载流静轴肩弱化镁合金搅拌摩擦焊接接头织构的方法和设备，采用输入脉冲电流促进镁合金搅拌摩擦焊接时接头组织的动态再结晶过程，使晶粒随机取向化，进而弱化织构，提高焊接接头的综合力学性能；焊接过程中，输入脉冲电流随导电针直接深入焊缝中进行导电，电能损耗低且电流密度高，更加有利于织构弱化和非基面滑移的产生，从而改善接头的力学性能。本发明增强焊接过程中镁合金接头组织的流塑性和晶粒取向随机性，既使镁合金静轴肩搅拌摩擦焊接接头的微观组织结构具有良好的对称性，改善接头断裂位置；又弱化接头织构分布的强度，进而提高其延展性；同时降低搅拌针在焊接过程中的磨损，有效地提高焊接质量与工作效率。
一种弱化镁合金搅拌摩擦焊接接头方法设备

[发明专利]一种电阻电磁感应摩擦复合加热金属丝材成形方法和装置-CN201710978579.2有效
发明人： 陈树君;苑城玮;蒋凡;闫志鸿 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-10-19 - 公布日： 2020-07-03 - 主分类号： B22F3/115 文献下载
摘要：本发明公开一种电阻电磁感应摩擦复合加热金属丝材成形装置，包括：控制器、可编程电源、电磁感应加热电源、压电控制器、脉冲送丝机构、保护气体、金属丝材、金属基材及其传感采集系统；控制器用来控制脉冲送丝机构将金属丝材与基材短路，在保护气体的保护下，控制器控制可编程电源、电磁感应加热电源、压电控制器协同加热金属丝材与金属基材，并通过传感采集系统的反馈信号闭环控制热源系统。本发明还公开一种电阻电磁感应摩擦复合加热金属丝材成形方法，本发明采用电磁感应摩擦电阻复合加热的方法熔化金属丝材与基材，可以精确控制热量输入，丝材熔化效率高，熔体过渡稳定，热源功率小，降低了对基材的热输入，减少了基材的热变形。
一种电阻电磁感应摩擦复合加热金属丝成形方法装置

[发明专利]铝合金变极性等离子弧焊(VPPA)焊接专机-CN202010030787.1在审
发明人： 陈树君;田家兴;刘岩;李德保 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-01-13 - 公布日： 2020-06-02 - 主分类号： B23K10/02 文献下载
摘要：本发明公开了铝合金变极性等离子弧焊(VPPA)焊接专机，各个连接件(4)的设计都尽量做到了各个调节自由度的零点位置正好符合焊接专机的调节机构的中点位置。并在每一层基础上都做了绝缘处理。焊接专机的顶层装有焊接专用的送丝机(2)。变极性等离子焊接专机的整体结构设计采用串联连接的方式，在以上各个机构的调节过程中，造成其余机构对焊枪以及焊丝姿态的变化，故达到了解耦合设计的目标。随着航空工业的发展，铝合金变极性等离子弧穿孔焊应运而生。本发明是一套集多自由度于一体，变极性等离子焊枪的专用焊接调节设备，是国内少有的针对焊接工艺进行设计与制作的焊接设备，对于等离子的焊接工艺研究具有至关重要的作用。
铝合金极性等离子 vppa 焊接专机

[发明专利]一种基于PLC的摩擦塞铆焊接系统-CN202010031056.9在审
发明人： 陈树君;许少阳;陈树海;刘明宇 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-01-13 - 公布日： 2020-05-22 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于PLC的摩擦塞铆焊接系统，涉及焊接装备领域。该焊接系统包括塞铆焊接机械装置、伺服驱动系统、主控系统以及人机交互界面四大模块。所述的塞铆焊接机械装置具有旋转和轴向两个自由度，所述的轴向自由度在焊接时提供向下的压力。所述的主控系统不断采集焊接时位移量和压力值，以保证实时的对焊接过程进行控制。摩擦塞铆焊接系统利用专用铆钉的高速旋转及一定压力穿透上板板料，穿透上板后停止下压，继续旋转产生热量并熔化基层板料，接着在压力的作用下，完成铆钉与基层板料的焊接。该焊接系统不仅解决了超高强钢和铝合金的连接问题，而且对焊接时轴向位移做了双闭环控制，保证了焊接精度。
一种基于 plc 摩擦铆焊系统

[发明专利]一种带温抹削加工工艺方法及装置-CN201910638600.3在审
发明人： 陈树君;卢振洋;田宏宇;何智;董海洋 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-07-16 - 公布日： 2019-11-12 - 主分类号： B23C3/13 文献下载
摘要：一种带温抹削加工工艺方法及装置，属冷热加工复合制造领域。带温抹削加工工艺过程是继丝材焊接增材制造工艺后，为减少被加工件在高低温间频繁切换，而导致材料热应力过大而进行的利用焊接余热减材铣削的工艺。带温减材抹削装置用于电弧丝材焊接增材薄壁墙体双侧面平整加工，装置利用双向齿轮齿条机构调节双切削刀具中心距，用以控制加工后墙体厚度均匀。反向运动的一对齿条与一调整齿轮配合，分别与各自的伺服电机、联轴器、夹头、刀具等部件相连接。旋转调整手部可以调整装置中刀头中心距。为保证运动可靠顺利，刀头部件底部设计有滑轨和滑座形式，对运动的刀头具有导引作用。
焊接加工工艺过程薄壁墙体被加工件齿条机构刀头部件刀头中心导引作用电弧丝材调整齿轮调整装置反向运动复合制造厚度均匀冷热加工频繁切换平整加工切削刀具双向齿轮伺服电机旋转调整制造工艺高低温后墙体联轴器热应力双侧面中心距齿条刀头滑轨滑座夹头手部丝材铣削刀具余热加工配合保证

[发明专利]一种机器人工具坐标系测定用三杆式装置及方法-CN201810391014.9在审
发明人：田宏宇;余旭;陈树君;李方;刘伟;刘冰冰 -专利权人：北京联合大学
申请日： 2018-04-27 - 公布日： 2019-11-05 - 主分类号： G01B5/004 文献下载
摘要：本发明涉及一种机器人工具坐标系测定用三杆式装置及方法，其装置包括连接杆、转接杆和表接杆，连接杆连接转接杆，转接杆连接表接杆，表接杆连接辅助测量的杠杆百分表，本发明所述的机器人工具坐标系测定装置，通过类似机械手臂的形式实现了测量的360度旋转无级控制，调节零件少，使测量的范围更宽；其方法提供了一种工业机器人调试时测定工具坐标系原点（TCP点）的辅助手段，具体涉及一种用于未安装机器人手部工具的工业机器人工具坐标系原点调试的方法。三杆式装置包涵两个旋转自由度和一个平移自由度，末端配以杠杆百分表辅助测量，使用本发明所述的调试测量方法能够做到结构连接端采用球面形状美观简洁、安装简便、成本低廉、调整方便。
机器人工具三杆式转接杆接杆杠杆百分表工具坐标系工业机器人原点测量调试连接杆连接平移自由度旋转自由度安装机器测定装置调节零件调试测量辅助测量辅助手段机械手臂结构连接连接辅助球面形状无级控制连接表连接杆美观人手

[发明专利]一种机器人等材制造超声多头冲击装置及方法-CN201810319095.1有效
发明人：田宏宇;李方;陈树君;袁涛;余旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-11 - 公布日： 2019-10-29 - 主分类号： C22F3/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种机器人等材制造多头超声波冲击装置及方法。为顺应近年来基于“加法”加工模式，本发明提供了针对在复杂形状薄壁件进行的增等减材一体化复合制造中等材超声冲击装置及其安装方法。采用超声冲击与增减材制造相结合，能够消除焊缝残余应力，获得表层纳米晶及损坏件修复，改变内部组织以实现性能的优化。本发明装置，与工业机器人末端手臂连接，通过编程控制机器人手部按预定轨迹运行，同时通过超声冲击枪对增材后零件不同侧面同时冲击，一次性完成薄壁墙体零件的顶面和双向侧面的锤锻冲击等材控形工艺过程。本发明简便、成本较低，对被加工构件可以实现消除残余应力和细化表面晶粒等作用。
残余应力制造机器人多头超声冲击装置被加工构件超声波冲击超声冲击枪工业机器人机器人手部一次性完成一体化复合薄壁墙体编程控制表面晶粒超声冲击冲击装置复杂形状工艺过程加工模式内部组织预定轨迹侧面焊缝薄壁件纳米晶损坏件超声锤锻顶面细化加法手臂修复优化

[发明专利]激光双丝间接电弧复合焊接装置及送丝速度预测计算方法-CN201710106607.1有效
发明人：肖珺;王立伟;陈树君;贾亚洲;温涛 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-02-27 - 公布日： 2019-10-29 - 主分类号： B23K28/02 文献下载
摘要：激光双丝间接电弧复合焊接装置及送丝速度预测计算方法，属于激光‑熔化极电弧复合焊接技术领域。本发明为了解决激光‑双丝间接电弧复合焊接方法中，双丝与激光光斑相对位置调节和送丝速度难以确定的问题。它的装置包括变极性焊接电源、激光焊接头、第一焊丝位置调节机构、第二焊丝位置调节机构、第一送丝机构、第二送丝机构、第一焊丝、第二焊丝。焊接前，调节第一焊丝位置调节机构和第二焊丝位置调节机构，可以实现第一焊丝、第二焊丝与激光光束处于同一平面，使第一焊丝、第二焊丝相交于激光光斑处；焊接过程中，第一焊丝和第二焊丝分别连接变极性焊接电源两极形成电流回路。本发明用于激光‑双丝间接电弧复合焊接中。
激光间接电弧复合焊接装置速度预测计算方法

[发明专利]一种基于双谱线特征的标准温度法-CN201711494073.0有效
发明人：蒋凡;李诚;陈树君;李元锋 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-12-31 - 公布日： 2019-10-29 - 主分类号： G01J5/00 文献下载
摘要：一种基于双谱线特征的标准温度法，涉及热等离子体温度测量领域。该方法通过分光系统将焊接电弧分成两个相同的待测目标，再用高速相机和窄带滤光片分别测量两束电弧弧光，并得出原子谱线和一次电离谱线。为了克服相机暗电流、光子溢出等因素带来的误差，同时又需要在一次曝光中保证两幅电弧窄带图像的成像质量，两幅图像中最高光强值应均不低于相机最大测量范围的50％。测量中，应将两幅电弧窄带图像最高亮度值控制在最大曝光量的80‑90％。利用ML‑EM迭代重建算法还原为三维电弧发射系数场。该发明采集的两幅图像具有良好的时间、空间一致性；完成电弧的高、低温区自动判别，解决了单谱线测量过程中无自动法判定电弧中心区域温度的问题。
电弧两幅图像窄带图像测量双谱线温度法相机温度测量领域弧光热等离子体窄带滤光片待测目标电弧中心迭代重建发射系数分光系统高速相机焊接电弧谱线测量一次曝光原子谱线自动判别最大曝光暗电流低温区光子次电光强算法成像溢出还原判定三维采集保证

[发明专利]一种大型飞机筋壁板T型接头双侧激光焊方法-CN201910633321.8在审
发明人：肖珺;黄文浩;谢欣宏;程博;陈树君 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-07-15 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：本发明公开了一种大型飞机筋壁板T型接头双侧激光焊方法，属于激光焊接技术领域。为解决T型接头双侧激光焊方法中，T型接头与地板接触不严密、自身垂直度不足和产生细小位移的问题。它的装置包括激光焊接机器人、辅助夹持机器人、滚轮组A、滚轮组B、T型接头、底板、激光焊接头。焊接前，T型接头工件放置于加工位置，辅助夹持机器人对T型接头进行夹紧，夹紧位置分为两部分，一部分是一组滚轮直接施加压力于T型接头顶端，一部分是剩余两组滚轮夹紧于T型接头两侧的对称位置，保证T型接头的垂直度以及减少工件的细小位移。焊接时，激光焊接机器人对工件进行焊接，且在焊接的过程中机器人由移动机构完成平移。
焊接激光焊激光焊接机器人机器人大型飞机壁板垂直度辅助夹滚轮组激光焊接技术底板激光焊接头对称位置工件放置夹紧位置加工位置施加压力移动机构平移滚轮夹滚轮夹紧两组地板保证

[发明专利]一种基于CCD相机的多角度电弧光强采集方法-CN201710618127.3有效
发明人：蒋凡;李元锋;陈树君;李诚 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-07-26 - 公布日： 2019-09-03 - 主分类号： B23K9/32 文献下载
摘要：一种基于CCD相机的多角度电弧光采集方法，电弧等离子体作为一种自发光观测对象，本方法在不需要旋转电弧或移动相机的情况下，利用反射镜收集其在180°范围内角度下发出的电弧光，最后窄带滤光片选取所需波段的光进入到相机中，最终不同角度下的电弧窄带图像呈现在相机感光元件上的不同位置上，完成多角度下特定谱线的光强分布采集，其中，中继镜头对电弧进行二次对焦，一定程度上缩短或延长了工业相机的对焦距离，使得相机在相同焦距下对不同光程的光都可以清晰成像，且电弧像的大小相同。本方法极大提高了相机感光元器件的利用率，在具有良好的时间、空间分辨率的基础上，大幅度降低了现有多角度电弧图像采集系统的高昂成本。
一种基于 ccd 相机角度弧光采集方法

[发明专利]一种激光扫描-TIG复合熔带焊接方法-CN201910224791.9在审
发明人： 陈树君;贾亚洲;肖珺;黄文浩;苑城玮 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-03-24 - 公布日： 2019-08-09 - 主分类号： B23K26/348 文献下载
摘要：本发明公开一种激光扫描‑TIG复合熔带焊接方法，包括：焊接时，使用具有矩形截面的带状焊丝，送带机构将带状焊丝送入待焊工件间隙的上方，带状焊丝的宽度方向与焊接方向成一定角度，TIG焊枪一端接电源输出端的正极，带状焊丝接电源输出端的负极，激光束沿焊接方向进行扫描，扫描区域一半位于带状焊丝，一半位于熔池上，而激光扫描的路径根据不同的材料以及焊接要求有不同的方式。本发明增强激光与电弧的相互耦合作用，增强了激光对熔池的搅拌作用，弥补熔池单纯依靠表面张力驱动流动的不足，延长了熔池凝固时间，减小了熔滴和熔池的温度梯度以及熔滴对熔池的冲击，有利于气泡的逸出，并抑制结晶裂纹的形成。
焊丝熔池焊接激光扫描电源输出焊接方向熔滴激光电弧复合正极负极待焊工件结晶裂纹扫描区域送带机构温度梯度耦合作用激光束减小逸出送入凝固扫描驱动流动

[发明专利]交流主电弧与旁路交流热丝电弧的复合电弧成形制造方法-CN201710085564.3有效
发明人： 陈树君;徐斌;蒋凡;刘峰;卢振洋 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-02-17 - 公布日： 2019-06-28 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明公开一种交流主电弧与旁路交流热丝电弧的复合电弧成形制造方法，将交流非熔化极焊接电源、钨极与工件形成主回路，将交流熔化极焊接电源、钨极与焊丝形成旁路，其中，交流非熔化极焊接电源在钨极与工件之间产生交流主电弧，交流熔化极焊接电源在钨极与焊丝之间产生旁路交流热丝电弧；调整交流主电弧交流电信号波形，熔化母材形成熔池，同时清理工件表面氧化膜；在旁路交流热丝电弧辅助作用下，加热焊丝形成熔滴，同时过渡进入熔池，实现有色金属成形制造，通过调整旁路交流热丝电弧的电信号波形，实现焊丝熔化与熔滴过渡的自主控制,获得大滴过渡、搭桥过渡及射滴过渡等多种熔滴过渡形式，以满足不同制造工况需求。采用本发明的技术方案，可以实现有色金属的高质高效高精度成形制造。
交流电弧旁路复合成形制造方法