香港理工大学（佛山）筹建办公室副主任
佛山科学技术学院原党委副书记、副校长、教授、硕士生导师
广东省机械工程学会副理事长
佛山市机械工程学会理事长
佛山市机械装备行业协会副会长
德国南威斯特法伦应用科技大学兼职教授
机械制造及其自动化广东省重点学科带头人
中国欧美同学会德奥分会理事
广东省欧美同学会常务理事
主要研究领域为数字化设计与制造、数字图像处理与分析、金属3D打印技术、建筑陶瓷机械装备设计制造及其自动化技术。主持完成国家自然科学基金项目2项、广东省自然科学基金项目4项、广东省重大专项和佛山市科技发展专项等10余项及一批与企业合作研发项目，发表学术论文40余篇。
范彦斌教授及其团队，长期从事数字化设计与制造、数字图像处理与分析、金属3D打印技术、机械装备设计制造及其自动化技术。在相关领域取得了多项创新性成果。近日，《机电工程技术》编辑部对范教授及其研发团队进行了采访，现将采访内容整理刊登。
范教授介绍，利用数字图像处理技术已成为解决复杂产品样件反求设计与再设计问题的重要辅助手段，针对复杂结构零件ICT切片图像的边界轮廓检测和提取精度对反求建模的精度影响至关重要。因此，对有噪声信号影响的数字图像，在比较现有边界检测与提取算法的基础上，提出了一种基于亚像素精度的边界处理与提取算法。为了对该方法的精度进行分析，设计了一个可进行微量驱动控制的工作平台，通过记录工作平台的移动量和通过边界检测与提取算法得到的位移量之间进行比较的方法分析其精度。通过对误差量使用统 计的方法进行分析，证明了该算法不但能够达到1/8像素的亚像素精度，而且具有计算效率高的特点。
H13模具钢是目前普遍使用的热作模具钢，因其具有良好的热强度、热硬度、高耐磨性、韧性和较好的耐热疲劳性，被广泛应用于各种热挤压模、锻模和镁、铝合金压铸模。“形成工艺-组织-性能”一体化调控一直是选区激光熔化增材制造成形领域的重要研究内容，对不同的金属材料研究不同工艺条件下金属组织的缺陷、显微组织及拉伸性能对增材制造的质量十分重要。范教授介绍，该项研究表明：通过利用大激光功率、高扫描速度选区激光熔化工艺直接获得马氏体组织H13钢构件，可以表征不同工艺条件下H13成形件的缺陷、显微组织及拉伸性能。研究发表明：在较高的激光体能量密度 (130.0 J/mm3)下，熔池前端和后端易产生较大的表面张力差异，使得熔池中心的熔体更倾向于向熔池后端流动，从而造成熔池后端的突起现象，进而降低成形致密度。过低的 (52.0 J/mm3)能引起过大的液相动力学黏度 ，降低了熔体的流动性，使熔体的润湿性下降，从而导致层间结合度较差。当 =86.7 J/mm3时，熔池具有较适宜的动力学黏度 及较好的熔体润湿能力，熔体得以顺利铺展，增强了层与层之间的冶金结合性，成形的致密度科提升到98.2%，成形件内残余奥氏体含量仅为3.4%，自淬火效应较好。通常成形件力学性能存在各向异性，制造方向的强度和延伸率都低于水平方向，成形件材料非均匀组织、较大的热应力及相变应力是成形件延伸率较低的主要因素。研究表明如何提升选区激光熔化成形件的塑韧性是当前亟待解决的问题。
范教授及其团队提出了一种基于机器视觉的单相机大幅面陶瓷地砖尺寸高精度测量方法。设计了一种由多个反射镜组成反射光路的光学系统。该光学系统采用单个相机采集陶瓷地砖4个角的图像，而不是整幅图像，避免了采用多个相机采集测量图像导致不同步的问题，提高了测量精度。同时提出一种基于边界搜索拟合和动态补偿的瓷砖测量算法。在该算法中，考虑实际生产中瓷砖的偏移和旋转，利用采集的瓷砖4个角图像，通过对图像进行边界搜索和测量尺寸动态补偿，获取陶瓷地砖高精度的对角线和边长尺寸。设计的系统用于测量600mm×600mm及800mm×800mm瓷砖的对角线和边长尺寸时，其标准差均小于0.02mm，重复性精度接近0.06mm。
在表面贴装电子组件的生产过程中，图像的匹配对准关系到图像拼接的精度与表面贴装电子组件的质量。范教授介绍，为了提高图像的拼接精度与表面贴装电子组件的质量，提出一种基于亚像素的方法，对局部图像的标记进行匹配对准，对拼接后图像与标准图像进行匹配对准。经过对圆、椭圆、正方形和长方形等4种常用的标记进行匹配对准误差分析，结果表明：宜采用正方形或长方形作为表面贴装电子组件的标记，通过亚像素方法对标记数据进行处理，把标记中心点作为对准点，可以使对准误差减小到约0.2 pixel，且当噪声一定的情况下，采用亚像素方法精度更高。
常见的玻璃马赛克产品是由底层承载胶网和各种颜色等间距玻璃马赛克方阵组成的不同图案的建材。传统马赛克建材的生产是一个以手工制作为主的劳动密集型产业，由人工完成将单个马赛克颗粒逐一放入承载模板中。国内生产马赛克产品的企业更是以中小型居多，因其自主研发能力薄弱和制造成本的压力导致生产自动化水平常年处于低端状态，加之马赛克产品和生产标准不完善，使马赛克生产制造行业的技术进步和自动化生产效率的提升速度十分缓慢。范教授介绍，该项目主要解决我国目前马赛克生产制造行业玻璃马赛克铺贴机械化自动化程度极低的现实问题，针对多颜色（23mm×23mm×8mm规格）矩形玻璃马赛克颗粒的自动铺贴，设计并研制了一套机电一体化自动化铺贴装备，集成了图案规划、颗粒排队与送料系统、抓取和铺贴系统、定位限位系统以及PLC的控制系统于一体，具有准确、高效、结构简单、自动化程度高和制造成本低的特点，能较好满足国内中小企业的需求。
