激光快速制造中的组织结构不均匀性分析

结合快速成型研究趋势，进行了金属粉末的激光快速制造试验，深入探讨了制件内部的组织结构不均匀现象。研究表明：金属材料的激光快速制造制件内部，随激光作用次数的不同，制件层组织糙化，并由均匀微米级等轴晶结构向树枝状结晶结构转化。相邻层的结合界面上，材料组织由细小等轴晶、较为粗大的板条状结构与枝晶组成。     

微细加工用两轴联动压电平台控制系统研究

根据微细加工的实时性、精度要求,提出压电器件的分段控制方法及其两轴联动的嵌入式控制系统结构。根据误差将压电器件控制分为恒电压控制与误差控制两个阶段,恒电压控制段采用迟滞特性主环的平均曲线估算恒值控制电压,误差控制段利用积分控制,研制了基于ARM Cortex处理器的两轴联动微细加工用压电平台控制系统。测试表明:阶跃响应稳态误差<0.1μm,调节时间约1.2ms,超调量约5.6%;正弦响应误差-0.343～0.245μm;轮廓稳态误差-0.084～0.079μm,考虑系统超调,轮廓误差-0.41～0.131μm,能满足微细加工领域的实时精确控制要求。     

激光熔覆纳米Al2O3增强等离子Al2O3+13%TiO2复合陶瓷涂层的组织结构及磨损性能

在45钢的Al2O3＋13％TiO2等离子涂层上进行了纳米Al2O3的激光熔覆试验，对制备的纳米复合陶瓷涂层进行了磨损性能测试与组织结构分析。试验表明：由于纳米材料的大量渗入与激光的双重作用．涂层原有的疏松、裂纹等缺陷得到极大改善，致密度极大提高，力学性能得到显著改善。磨损试验中，纳米涂层材料的去除持续、均匀，无脆断现象，磨损状况良好。     

模腔快速制造的分区扫描算法研究

结合快速成型技术的发展,分析了模具模腔与三维实体零件二维层面的几何关系特点,提出一种基于激光烧结的模具模 腔快速制造分区扫描数据处理算法并给出了实现方法,最后进行了验证。研究表明:这种算法根据三维实体零件CAD模型直 接获得模具模腔的层面信息,能够实现模具模腔的直接成型。平行扫描轨迹间的进给线与层面边界方向一致,可以极大减缓层 面加工的台阶效应。     

微细电化学加工纳秒脉冲电源的研制

根据微细电化学加工的工艺特点,采用CPLD器件EPM7160与8位单片机STC12C5A60S2,设计了微细电化学加工纳秒脉冲电源。脉冲参数设置通过专用键盘或RS232实现,参数显示采用国显电子的12864液晶模块实现,人机界面友好。通过RS232,电源可以接受主控计算机的实时参数调整。测试表明,脉宽、脉间等脉冲参数可调,且调节方便,通用性强。输出脉宽、脉间可以调至20ns以下,适于微细电化学加工。     

基于STM32处理器的嵌入式实验系统设计与实现

提出了一种专用集成芯片+嵌入式处理器实时控制系统方案,采用典型Cortex处理器STM32与可编程逻辑器件EPM570实现了相应系统。根据工业控制领域的实时性、集成度要求,采用模块化设计方法实现了处理器电路、U盘控制等硬件设计以及相关驱动程序的开发。结合嵌入式系统、EDA等的教学需要,设计了相关课程的基础性、综合性等实验。同时,结合科研与大学生创新实践对研制的教学实验系统进行了验证。     

协同监控和诊断中一致性求解技术研究

针对制造过程及设备的状态监控问题,提出了监控对象的模糊量状态空间的表示方 法,在此基础上提出了一种协同一致性融合求解技术,基于监控对象的模糊量状态空间,将 各求解结果一致性融合问题转化为群决策环境下的梯形模糊数表示的模糊意见的综合问题． 文中最后通过FMS中加工系统状态监控的实例对算法进行了验证,证明了方法的有效和可行 性．     

智能监控和诊断系统(IMDS)广义监控模型及结构研究

针对集成制造环境,提出智能监控和诊断系统的概念,建立了系统的总体集成结构;为解决智能监控和诊断系统内部运行及集成机制问题,提出建立系统广义监控模型,包括局部监控模型、协调监控模型和集成监 模型,分别对它们的智能内涵进行了研究,基于广义监控模型,建立了包含单元级监控、协调级监控和集成级监控的系统分层控制结构,并对它们进行了详细探讨。     

基于组件技术的制造分厂监控软件设计

文章从应用角度出发总结了COM/DCOM编程要点.给出针对制造分厂分布式监控系统的特点要求,利用COM/DCOM软件设计思想开发的分厂控制中心各通用模块组件模型和现场工控机上的DCOM监控组件模型.指出COM/DCOM作为一种基于组件对象模型的分布式技术规范,因其独特的标准、结构、特点,为大型复杂的网络监控系统设计开发提供了有效的工具.     

实现压电致动器精密定位的模糊控制系统研究

针对压电精密定位系统的精度与实时性问题,提出一种适于压电精密定位系统的模糊控制方法,实现了压电致动器的迟滞特性和阶跃响应的实验建模。设计了压电致动器的模糊控制器,结合仿真结果,实现了基于32位嵌入式处理器S3C2410的压电精密定位模糊控制系统。测试结果表明:系统阶跃响应稳态误差小于0.1μm,调节时间在3ms以内,超调量小于20%;正弦响应误差范围为-0.24～0.20μm。