| 一、采购标的需实现的目标 项目拟建设的研发型金属增减材一体制造设备主要在程序或软件控制下采用逐层熔覆原理，根据三维数字模型由线-面-体制造出接近产品形状和尺寸要求的三维金属坯件的先进数字化制造技术；结合减材工艺技术，实现原位增减材加工；用于复杂结构件的一体化成型，直接生产出近净成形件甚至成品件。可成形材料包括：铝合金、镁合金、不锈钢、钢、铜合金、镍基合金。本套设备可以广泛应用于高校， (略) 所的科研需求以及国防、航空航天、船舶等应用领域大型复杂构件批量生产、产品修复等场景。项目实施可以对电弧增材、智能制造等前沿交叉学科的研究发展提供较为有效的实验条件支持，推动技术发展和工程化应用。 二、采购标的需执行的标准 Q/CNG358-2023：《熔化极电弧熔丝增材制造软件要求》 Q/CNG357-2023：《熔化极电弧熔丝增材制造设备技术要求》 设备具备有效的安全防护措施，污染物达到GB16297-1996标准。 三、采购标的需满足的质量、安全、技术规格、物理特性等要求 1. 设备总体参数 ★1.1 成型范围：≥500*500*500mm； ★1.2 生产效率：≥1kg/h（铝合金）； ▲1.3 主轴最大转速不小于10000rpm； ★1.4重复定位精度X/Y/Z≤±0.01mm； ▲1.5刀库数量不小于6个； 1.6采用国际一线品牌的伺服电机以及数控系统； ▲1.7设备为一体式结构，且设计合理，具有足够动/静态强度、刚度和稳定性；设备操作符合人机工程原则，以减轻操作者的体力、脑力消耗；通过向增材制造软件导入三维模型，自动生成切片路径并控制机器人运动，快速实现零件的打印； 1.8以软件的方式实现从设计到制造的快速转换，缩短工艺设计及编程开发周期，降低研发成本； 1.9通过向增材制造软件导入三维模型，自动生成切片路径并控制CNC运动，快速实现零件的打印；可扩展配置外部轴。实现工件的旋转或翻转，简化结构件的打印，并通过外部轴位置的变换组合完成悬空结构件及其他复杂结构件的打印。内置可编辑的电弧增材工艺库，实现打印参数的设置和调用； 1.10内置可编辑的电弧增材工艺库，实现打印参数的设置和调用； 1.11采用一体式集成控制的防护外壳，实现门机联锁；配备排烟除尘系统； 2. 设备组成及技术要求 2.1执行机构系统 三轴数控机床用于搭载增材和减材工具端。通过快速切换工具TCP坐标，实现了增减材工艺之间工具间的无缝衔接。满足各种轻质合金：铝、镁等的增材材一体化制造。 ▲2.1.1三轴数控机床规格参数 有效行程行程X，mm≥500；行程Y，mm≥500；行程Z，mm≥500。工作台工作台尺寸，mm≤1200*1100；最大台荷重kg ≥3000；主轴最高转速rpm ≥10000；传动方式直接式；拉刀方式BT40四瓣爪；主轴平衡等级G1(ISO1940)；安装方式立式；刀把规格BT40；进给三轴X丝杆、Y丝杆、Z丝杆快移速度m/min≥28，最大进给速度m/min≥28；定位精度mm≥±0.02重复定位精度 mm≥±0.01；主轴伺服马达功率kw 15-25KW；最大输出转速rpm ≥10000；刀库形式直排刀库6T；刀柄规格BT40。 2.2熔丝电源系统 由焊机、水箱、焊枪、送丝机组成。焊机用于提供增材过程需要的电流。水箱用于对增材过程中相机和焊枪进行水冷散热。焊枪内置拉丝马达用于增材过程中焊丝末端推送，内置水冷管道对焊枪进行散热，内置送气管道在增材过程中进行保护气输送，保证增材质量。送丝机用于对焊丝进行推送。 ★2.2.1交流变极性MIG焊接电源，具备CMT模式、脉冲+CMT模式、变极性CMT模式、变极性CMT+脉冲模式和普通MIG/MAG多种焊接模式。 ★2.2.2支持CMT Advanced + pulse工艺。 ▲2.2.3具有铜合金、铝合金、碳钢、不锈钢和钛合金等材质的专家数据库，可实现这些材料的熔丝功能； ▲2.2.4具有远程操作控制器，具备熔丝专家数据库，可便于调节成形工艺参数。 ▲2.2.5配置水冷焊枪以及水箱，循环水冷却系统，冷却系统自动控制。 ▲2.2.6熔丝电源可实现双脉冲功能。 2.2.7可通过计算机加载软件扩展设备功能，并配有相应升级器。 2.2.8熔丝电源上具有机器人现场总线接口，便于用户二次开发。可保证熔丝电源在熔丝过程中控制精确，电弧稳定，实现低热输入和无飞溅成形。 2.2.9熔丝电源系统采用国际一线品牌 2.3 增材制造软件 可以实现切片、控制、显示一体化控制，由软件直接生成切片路径并控制机器人运动实现3D打印，主要操作步骤包括创建增材项目、导入工件数模、配置工件坐标、配置增材参数、路径规划、模拟仿真、打印增材、实时监控、输出增材报告。 2.3.1项目管理 每个零件可以建立一个打印项目，可以对多个零件进行归类管理，亦可保存调用，方便打印作业过程不同零件的管理工作；零件的切片参数和工艺参数在项目内即可完成设置并保存调用。 ★2.3.2布局仿真 离线调用设备布局进行仿真操作，可在软件中进行动作模拟、制作动画，用于前期产品开发规划仿真，直观报告阐述以及离线调试，减少现场调试时间。 ★2.3.3动态路径仿真 具有动态路径仿真能力，在生成打印路径后可进行360度动态变速打印过程，路线规划的轮廓精度需达0.25mm。 ▲2.3.4可达性仿真 通过高仿真度的布局仿真和动态路径仿真，直观可视展示打印过程，确认搭建的布局图是否能够满足零件的可达范围。 ▲2.3.5关节限制仿真 运动仿真打印过程，如果出现路径超出机器人可达范围或者是某个机器人关节受限，导致路径不可达时，机器人关节会自动报警，提示关节受限。 ▲2.3.6奇异点仿真 当机器人路径处于奇异点时，仿真会进行暂停并提示。 ▲2.3.7碰撞检测仿真 可设置机器人或其他设备与工件及配套设备之间的碰撞检测，当被设置的2个或若干个设备发生接触时则提示报警，以便于在打印前期调整路径。 2.3.8生成打印报告 可将产品打印的过程生成打印报告，用于成品的过程核对。 ▲2.3.9数模读取和切片处理 采用主流的模型切片算法，对使用者设计的产品进行分层切片处理，该切片算法可充分满足电弧增材的精度需求，可支持stl/stp等主流格式。 ▲2.3.10参数化设置 软件结合弧焊工艺特点，对起收弧，道间填充等采用专门的算法，分层精度≤0.25mm，打印切片参数设置不少于：工艺参数，填充区域分区参数，工艺库参数，旋转切片参数，速度参数，支撑参数，分层参数，摆焊参数，外部轴参数，填充参数，路径控制。 2.3.11智能路径规划 软件根据切片处理的层面智能地选择打印的路径：自动识别工件数模中包含的需要特殊处理的特征，包括搭接位置，边角，薄壁，小空隙等，并自动优化打印路径。 ▲2.3.12填充方式选择 支持多种常规填充方式，包括：直线、往复、偏置、专有的轴线往复、单道路径及螺旋路径，适用于复杂形状（如变壁厚、异形轮廓、薄壁件、回旋体等）。 2.3.13打印接口控制 仿真完成后可通过点击按钮，打印数据自动传输到机器人/CNC端，并执行打印操作。 2.3.14专家工艺库 软件内置可二次开发的电弧增材工艺库，可实现打印参数的设置、保存和调用，避免重复工作量，提高工作效率。 2.3.15服务器 2.3.15.1 CPU：不低于英特尔 Xeon4210R(10C,100W,2.4GHz)及以上处理器； 2.3.15.2系统：支持Windows 10； 2.3.15.3显卡：T400-4G以上独立显卡； 2.3.15.4硬盘：8T SATA3.5寸7.2K（Raid5）及以上； 2.3.15.5内存：16-64GB DDR4； 2.3.15.6有线网卡：六口千兆； 2.3.15.7分区要求：C盘大于150GB； 2.3.15.8 RAID：高性能RAID卡； 2.3.15.9 远程管理模块：板载远程管理模块（IPMI），RJ-45接口； 2.3.15.10 电源：≥550W电源。 2.3.16软件版本有更新迭代的版本升级时，可终身免费进行版本迭代升级。 2.4数据采集软件 由质量过程监控模块和设备管理监控模块组成。 质量过程监控模块具备在增材过程对CNC的轴数据进行采集，通过算法映射出实际打印的动作和姿态，实现数字孪生；采集增材过程的电流，电压，送丝速度等参数，并通过可视化图形实时展示并进行数据储存；采集设备内部温度和湿度信息。设备管理监控模块包括设备详情、设备信息、员工信息、任务信息、能耗数据、易损件更换提醒等信息，为全流程有效管理提供保障。 2.4.1存储空间≥16T，支持1个月内生产过程数据存储、回看、导出。可以将焊接电源设定的电流、电压、送丝速度和实时电流、电压、送丝速度数据进行比较，可及时跟进设备的生产状态。 2.4.2过程质量实时监控 ▲2.4.2.1可增材高度、进度，当前环境温度、湿度等信息。看板具有页面切换功能：自动切换时，根据采集到的信号自动切换至指定对应页面；手动切换时，点击左右切换按钮切换显示页。 ▲2.4.2.2过程质量实时监控看板可打印舱室内温度、湿度。 2.4.2.3路径孪生显示：可设置路径孪生区域单次显示多层或一层路径；可显示当前打印工件的预设模型，通过拖动刻度尺，可以过滤该高度下的点位数据；可以快捷X,Y,Z轴视图，也可以对预设路径自由拖动来。 2.4.2.4布局分布：可拖动配置路径孪生、工艺参数、视频监控、熔池监控在页面上的显示顺序。 ▲2.4.2.5软件界面可实时同步显示打印过程中熔池和电弧的画面，并与其他过程参数进行同步，真正做到过程质量追溯，可回查打印过程参数及电弧熔池状态。 2.4.3过程质量在线回看 2.4.3.1根据产品编号和时间筛选需要进行回看的记录，支持回看多条记录。 2.4.3.2可对指定增材记录进行增材过程回放，包括路径孪生、工艺参数、视频监控、熔池监控。 2.4.4过程质量离线回看 2.4.4.1支持Windows环境安装。 2.4.4.2支持本机或者局域网内导出增材过程监控数据至本地磁盘（包括移动硬盘）。 2.4.4.3支持导入增材过程监控数据，可对增材过程监控数据进行离线回看。 2.4.5设备详情 2.4.5.1设备名称：可显示设备信息包括状态，型号，编号和序列号。设备状态包括故障、离线、运行和空闲。 2.4.5.2 设备综合效率统计：可按周和按月统计设备故障、离线、运行和空闲状态时长和占比，统计设备综合效率。 2.4.6人员信息 2.4.6.1人员信息：可显示设备信息当前操作员信息，包括姓名、工号、职级和权限。 2.4.6.2刷卡登录：支持账号和刷卡登录系统。 2.4.7任务列表 2.4.7.1任务列表：可显示该人员和该设备下的任务列表，任务状态包括已完成、运行中、未开始和已取消。 2.4.7.2任务领取：登录人员可认领未分配至责任人的任务。 2.4.8设备耗能数据 ▲2.4.8.1具备统计单一产品型号、日、周和月电能、焊丝、气体消耗情况。 2.4.8.2更新频率：每30秒重新计算设备耗能数据，并实时推送至看板显示。 2.4.9易损件更换提醒 软件后台具有易损件（如导电嘴、石墨导丝管、送丝管和分流器）计划使用时间和提前预警时间。更换易损件后，看板上可点击更换按钮更新更换时间，并重新计数。 2.4.10数字孪生 通过实时采集机器人的六轴角度、外部轴角度数据，实时跟进看板中的机器人轴角度数据，实现设备孪生。实时采集焊机的起弧状态和机器人TCP位姿数据，实时在看板中绘制增材路径，实现增材路径孪生。通过设备布局平移、旋转等功能，实现布局孪生。数据采集频率≥20Hz。 2.5 离线数据软件 用于和分析由数据采集软件导出的过程工艺数据，以便分析和定位增材过程中的质量问题，快速定位问题，以便进行后续质量改进。 2.6排烟除尘设备 （1）最大风量≥100m3/h； （2）高负压除尘设备； （3）最大负压≥10Kpa； （4）具备自动清灰功能； 2.7安全防护系统 包括防护房、报警装置、警示灯、急停按钮、门机联锁装置等。防护房作用是隔温、隔音、防弧光、防止烟尘扩散、保护操作人员安全。报警装置与警示灯用于设备发生故障或有危险操作时进行报警。急停按钮用于危急时刻对设备进行紧急停止。门机联锁装置用于防止设备正常工作时操作人员进入。 2.7.1具备整体式全封闭的安全防护设计，防止焊接弧光辐射，隔离焊接时产生的噪声；防辐射能够满足UL 94-2018 中的V-2等级的要求，噪声能够低于85dB；移动门上配置防弧光观察窗口，方便人员观察设备内部情况； 2.7.2操作面板集成操作按钮盒、显示屏、三色灯、示教器RCU抽屉、工具抽屉和键鼠抽屉； 2.7.3操作按钮盒配备启动、停止、暂停、复位、急停按钮，并与软件行程闭环控制； 2.7.4配备检修门并配有安全锁，保证门关闭情况下才可进行打印，打印过程打开检修门则停止打印。 2.7.5配备蜂鸣器与警示灯，设备报错时可进行相应提醒。 2.8熔池监控相机 ▲（1）亚高速熔池相机，用于电弧增材过程的监控；无需操作人员直接观察电弧； （2）曝光可调节范围：1微秒-*微秒； （3）分辨率达到1440*1080； （4）帧率不低于480FPS。 （5） 照明激光等级为1级 | 
