内外台阶间轴向尺寸的主动测量

批量加工一种内外台阶间轴向尺寸要求较高的零件(见图1)无法用一般方法对24_0~(0.15)进行主动测量,采用控制A、B两尺寸间接保证,按尺寸链封闭环公差等于所有组成环公差之和,则A、B公差都必须小于0.15mm,且两者公差之和不大于0.15mm,这就增加了制造的难度,尺寸时常超差,我们设计了直接主动测量仪(见图2),解决了生产中的难题。     

用极坐标法测量柔性圆环直径

用塑料、橡胶等材料制造的密封圈、密封垫、定位套等是柔性圆环类零件,在加工成形后往往失去了正圆形态,在自由状态下,即使是同一批次零件,也呈现出形态各异的不规则形状;且当受到外力作用时,极易产生弹性变形.因此,测量柔性零件的几何尺寸只能用非接触方法.     

角度样板测量仪

我们在制造许多角度样板时,遇到的困难问题是需要多次到计量站进行测量,损失很多时间。为此,根据用圆柱测量斜面的原理,设计制造了一台角度样板测量仪,该测量仪经实际使用效果较好,测量精度较高,性能稳定,大大提高了制造角度样板的生产效率。最大测量长度为250mm;还可测量工件长度不超过55mm的锥角、斜角及小端尺寸值。     

小内径测量仪

<正> 日本第一测范制作所(株)开发一种小内径测量仪IDM—25。该测量仪用来高精度地测量一般方法难以测定的小孔径(直径小于1mm)或窄缝宽度。其特点是:①采用光反射工件孔壁面的光学测量法。②由于采用光学测定,故测定时不受壁面毛刺等的影响;适于测量精密零件或薄壁零件。③由于是采用光反射法测量孔面,故不受被测件材料的限制,可测各种材料工件。其主要规格是:测量范围:0.1～25mm,被测件大小:最大φ70×45mm,最小示值量0.1μm,重复精度σ0.25μm。     

箱体类零件空间尺寸的测量方法

在生产加工中,许多零件的尺寸都是由空间尺寸构成,尤其是箱体类零件。箱体类零件通常涉及平行孔系、垂直孔系和相交孔系,这就使孔系与孔系、孔与孔之间构成了大量的空间尺寸。常规的测量工具无法实现空间尺寸的测量,需借助三坐标测量仪等精密测量仪器对工件空间尺寸进行检测。在未借助三坐标测量仪的情况下,通过自制专用检具,运用数学几何方法,将空间尺寸转换为平面尺寸,实现了对箱体类零件空间尺寸的测量。     

大型盘类零件外圆窄槽测量检具的设计

正推土机动力换挡变速箱中的各排活塞外圆均有宽度仅为2.6mm的窄槽,用于装配聚四氟乙烯密封环,不仅尺寸精度高,而且要求圆跳动率≤0.06mm。其加工后如果用常规测量仪进行测量则难以保证装配质量。本测量检具用于对大型盘类零件外圆窄槽直径尺寸及其圆跳动进行测量,以检验其加工质量是否合格。该装置克服了现有测量手段的不足,是一种可确保零件在装配前为合格品,从而提高装配     

基于Autolisp的分段与分层堆积和高速加工技术的研究

论述了一种新颖的快速原型及高速微切削复合制造技术.改每层厚度0.2 mm为1.0～2.0 mm,取消支撑部分,采用一般零件要求的金属丝材,通过可控电弧溶化沉积,可提高成形速度,降低成本,直接获得金属零件或模具.另一方面,采用CNC逐层高速微切削加工,保证零件的尺寸精度和表面粗糙度.因此,能更好地满足现代制造业的需求.     

大型轮廓测量仪

开发了一种针对内径300 mm以上精密零件表面轮廓和粗糙度测量的大型轮廓测量仪,分析其测量原理和结构设计,有效地解决了大型轴承产品在轴承套圈滚道加工及终检过程中相关尺寸精密测量的问题。     

用于复杂结构氧化铝陶瓷零件三维尺寸检测的弹性工装夹具研制

采用复合式三坐标测量仪测量尺寸时需要合理的工装夹具固定被测零件。研制了一种用于某复杂结构氧化铝陶瓷零件尺寸测量的弹性夹具工装,不存在氧化铝陶瓷零件与金属的直接接触,避免了金属磨损引起的陶瓷表面污染。测量时,以该弹性工装夹具为建立测量基准坐标系,避免了重复建立基准坐标系的过程,采用该夹具工装固定也有利于陶瓷零件的快速更换,从而提高了测量效率。     

长度测量仪

在加工如图1所示的零件过程中,为了克服测量基准面小的困难,准确地测量台阶尺寸2.2_0~(+0.05),我们设计制造了一种长度测量仪,经使用效果较好。长度测量仪的结构如图2所示,它由下量套1,量杆2、上量套3、螺钉4、百分表5组成。使用前取一标准长度尺寸     

薄环精密件的高精度、高效率的端面磨削

薄环精密件的高精度磨削一直是磨削领域中重要的研究内容,薄环零件的刚性差,而且热容量小,磨削热量又比较大,极易造成较大的变形.文中介绍了该类零件加工中一种行之有效的解决方案--柔性装夹.该柔性装夹工装是一件普通的外圆磨削心轴,在心轴根部的凹槽中放置了圆环状的弹性材料,用以衬紧工件,并提供工件旋转的驱动.通过该柔性装夹方式,在外圆磨床上实现了薄壁件端面的线性磨削,很好地降低了磨削热量的产生,充分冷却还提高了散热效果.某薄壁件的直径/厚度接近18,厚度4±0.01.在该磨削实例中,常规磨削的加工时间约为180分钟/件,合格率60%,而柔性装夹的加工时间约为12分钟/件,合格率98%,取得了非常不俗的实际磨削效果.     

一种激光挠测量系统的实现

本文介绍了一种用于大型土木工程结构的投影式光学挠度测量系统。系统由激光器、光接收器件及其外围信号采集处理电路组成。光接收部分采用特殊的光电接收器件取代传统的CCD或PSD,使测量范围得到扩大;外围电路部分采用现场可编程逻辑阵列FPGA器件作为核心。通过这种设计,系统的量程和可扩展性得到改善,实现了通道复用。实验室证明,系统的测量范围可以达到210mm,分辨率达到0.005mm,可完成结构的静态及动态挠度测量。     

柔性立管内衬层的非线性力学行为分析

由于聚合物材料的黏弹性，柔性立管内衬层易发生蠕变而"嵌入"至骨架层沟槽中，这一现象可能造成立管结构完整性缺失和骨架层撕裂等安全隐患，但现有的分析理论及有限元模型中，对材料的性质均是做了简单的线性假设，并未考虑聚合物材料的非线性黏弹性特性。基于PA11的试验测试结果，分别采用时间硬化非线性本构模型和考虑时温影响的多重积分非线性本构模型来表征材料性质，并对比两种模型与试验数据拟合情况。根据内衬层与骨架层的真实结构建立二维有限元数值模型，采用两种理论模型进行结构的非线性蠕变行为分析及对比。结果表明：非线性蠕变本构模型能够在在非稳态阶段和存在温度梯度的条件下，更加准确地预测的结构关键部位应变和应力，可为柔性立管内衬层的设计及评估提供借鉴和参考。     

Fatigue analysis of the main frame of over head transportation vehicles using flexible multibody dynamics

The industrial over head transportation vehicle is a guided railway vehicle that is attached overhead and transports cargo, hoisting it up and down from the factory ceiling. The vehicle is widely used in many industries, such as automobile and liquid crystal display (LCD), because it can carry freight very safely and quickly to destinations. This kind of freight transportation usually operates for several months to a few years, carrying large amounts of products. Accidently, the vehicle often fails during operation because of a part’s plastic deformation from large loads. Furthermore, periodic dynamic loads cause fatigue accumulation, which leads to OHT failure. This failure is directly connected to significant economic loss during mass production processes. Therefore, the prediction of fatigue life for the important parts becomes an important task. In this study, the fatigue life of an OHT main frame was calculated and predicted by using a flexible multibody dynamic model. The development of a flexible multibody dynamic model and the procedure of fatigue life prediction were presented. To predict the fatigue lives of parts of interest, the prediction procedure required three kinds of data: Dynamic stress time history from a dynamic analysis, material properties of the parts, and stress-life curves of the parts. Using a finite element model and a multibody model, a flexible multibody model was developed. To ensure the reliability of the model, displacement and strain measurement tests were conducted. After verification of the reliability, the fatigue life of the main frame was predicted.     

基于惯性和视觉复合导航的自动导引小车研究与设计

自动导引小车(AGV)作为智能制造的重要物料搬运设备,其导航精度及路径柔性配置性能制约了其在智能制造领域的应用范围。针对这一问题,提出了基于惯性和视觉的AGV复合导航方法,利用两种导航技术的互补优势,实现高精度导航定位,提高了AGV对工作环境的适应能力和可靠性。在此基础上,利用二维码标签构建了AGV工作栅格地图,实现了AGV行驶路径的柔性配置。测试表明复合导航方法具有纵向5mm、侧向10mm、方向偏差1°的导航定位精度。     

A new design concept for wrist arthroplasty

The wrist joint is frequently affected by arthritis, which leads to pain, loss of function and ultimately deformity. Various designs of wrist arthroplasty have been introduced to attempt to relieve pain and provide a functional range of motion. The first generation of wrist implant was a one-piece silicone elastomer. Later generations have designs that have two parts that articulate against each other. However, wrist implants have not achieved the same clinical success to date, compared with hip and knee implants, and there is a high revision rate associated with them. This paper describes a new design concept for wrist arthroplasty, based around the idea of combining the principles of an articulating implant with that of a flexible elastomer implant. The design consists of assembling a radial, carpal/metacarpal, plate and flexible parts together. The radial and carpal/metacarpal parts are to be made from ultra high molecular weight polyethylene. The bearing surfaces of the radial and carpal/metacarpal parts articulate against the flat surfaces of the plate, made from cobalt chrome molybdenum alloy. The radius on the bearing surface of the radial part enables flexion/extension, while the radius on the carpal/metacarpal surface enables radial/ulnar deviation. The articulation of the carpal/metacarpal part against the plate also allows for rotation as well as flexion/extension. The flexible part, made from Elast-Eon, which is a silicone polyurethane elastomer, is inserted through the hole of the plate and into the holes of the radial and carpal/metacarpal parts.     

激光制导测量机器人几何误差分析

目的: 为了实现对工件进行自动高效地测量,建立了激光制导测量机器人系统,研制了测量机器人样机。对测量机器人的光靶自动跟踪装置旋转轴偏心误差和光靶与两轮中心连线误差进行了研究。方法:首先,介绍了基于“光束运动-光靶跟踪”理论的激光制导测量机器人技术和原理。接着,根据系统原理,研制了实验样机,并给出其理想的几何关系。然后,推出了旋转轴偏心误差和光靶与两轮中心连线误差几何误差数学模型。最后,利用三坐标测量机与激光制导测量机器人系统对样机进行了比对实验。结果：实验结果表明：光靶中心偏离理想位置的误差（x轴）为0.13mm。结论：对激光制导测量机器人移动反馈控制系统的设计和实现具有指导性作用。     

基于无衍射姿态探针和全站仪组合测量空间隐藏坐标

针对大尺度空间中构件特征隐藏区的空间坐标测量,提出了一种基于无衍射光束的测量探针,并将该探针与全站仪结合构成了空间坐标组合测量系统。介绍了探针姿态测量系统和组合测量系统的结构与原理。测量时,首先将探针测头接触于被测点,并用全站仪或激光跟踪仪瞄准探针的光学系统,测得探针的空间位置坐标。接着,使用探针将测距激光通过axicon透镜变换为无衍射光,并由CCD摄像机获得图像。由无衍射光的中心一对一映射激光的入射方向,通过无衍射光图像定中计算,获得探针的水平角和俯仰角。最后,通过电子倾角仪测得探针滚动角;联合测得各姿态角和位置坐标,通过坐标变换,计算得出被测点的空间坐标。实验显示,该探针的姿态角测量精度为1mrad,组合测量空间位置偏差为±1mm,表明基于无衍射光束的探针与全站仪所构成的组合测量系统可满足大尺度空间中特征隐藏区空间坐标测量的要求。     

基于空间视觉的仿人形柔性机器人尺寸控制系统

目前的仿人形机器人研究多以刚性材料为主,仿形精度不高且无法真实模拟人的体态特征。针对这一问题,设计了一种仿人形气动柔性机器人。设计了一种IBP-PID的稳压控制方法,实现了柔性机器人气动元件内的精密气压控制,进而提高了柔性机器人的尺寸控制精度;设计了空间视觉尺寸测量实验,检验该控制算法的准确性。结果表明：该稳压控制算法在微气压环境下的控制效果良好,兼顾了动态特性和稳定性;柔性机器人的关键部位尺寸控制精度在0.5%以内,验证了控制算法的有效性。     

激光选区熔化自由制造异质材料零件技术研究

为解决当前激光选区熔化成型过程难以按需在零件任意位置自由布置不同材料的难题,基于多漏斗供粉+柔性清扫回收粉末原理,对异质材料零件激光选区熔化增材制造技术展开了研究,详细探讨了成型机理、粉尘污染防范机制及异质材料数据处理方法。采用CuSn10、4340两种不同的合金材料进了工艺实验验证。实验表明该方法可以较有效解决激光选区熔化成型过程异质材料布置难题,实现异质材料零件成型：（1）能自由地在不同层间或同层内不同区域按需布置不同的材料;（2）所得块状异质材料零件的铜合金材料区域Fe元素平均质量百分含量可控制在2%以下,钢材料区域Cu元素平均质量百分含量可控制在1%以下;（3）成功成型了一个具有复杂外形及微细材料区域特征的异质材料齿轮零件,零件异质材料区域不受零件复杂外形限制,可自由按需布置材料,0.5mm宽的层内异质材料区域也能被较好地表达出来,尺寸误差不超过±0.1mm。