结构光检测点云精简与重构参数自动调节方法

针对薄壁叶片的点云扫描采样会产生特征消失、三角重构会产生孔洞现象的问题,提出一种改进的点云精简以及重构 的方法。 首先,根据法向量夹角阈值和欧氏距离提取叶片外轮廓;其次,计算点云的平均曲率和高斯曲率,设定阈值对点云划分 子集,采用索引空间法对点云数据进行精简;然后,采用贪婪算法针对距离阈值系数和三角形参数对叶片点云进行实验分析,得 出没有孔洞的贪婪三角参数经验值;最后对距离阈值系数和点云平均间距拟合出关系式,实现贪婪重构的参数自动调节。 实验 结果表明,在总体精简率为 90% 左右时,相较于另外两种方法,标准偏差分别下降了 26. 45% 和 19. 92% ,外轮廓尺寸平均偏差分 别下降了 79. 81% 和 47. 97% 。 按照提出的方法设置重构参数,重构质量良好,对薄壁叶片实现在机智能加工检测具有良好的应 用参考。     

圆周多行位圆弧化直线运动抽芯模具设计

针对圆周多行位、多层位的注塑产品,设计了圆弧化直线运动的抽芯模具,该模具采用齿轮传动抽芯组件在圆周运动时受限于导槽而做直线运动的方法,实现了复杂塑料件的合理脱模。详细介绍了模具的工作原理,通过4次分型实现了自动化注塑生产,经生产实践证明,该模具结构紧凑、工作稳定可靠,可为圆周多行位塑料件生产提供借鉴。     

复杂结构ADC12铝合金汽车支架挤压铸造工艺参数优化

目的 解决ADC12铝合金汽车发动机支架在挤压铸造成形工艺下的缺陷问题。方法 利用ProCAST模拟软件对该汽车发动机支架的挤压铸造充型和凝固过程进行模拟,对挤压铸造工艺参数进行正交试验设计并模拟得到最佳工艺参数,对铸件浇注远端厚壁部位采取局部加压优化措施,并对厚壁部位进行X-Ray探伤,观察铸件的缺陷情况。结果 对挤压铸造的工艺参数进行正交试验极差分析后,发现各工艺参数按对铸件凝固后质量的影响程度从大到小的顺序依次为挤压比压、浇注温度、模具温度。通过正交试验得到优化后的工艺参数为浇注温度730 ℃、模具温度300 ℃、挤压比压150 MPa。局部加压时挤压销的最佳激活时间为4 s,此时可以完全消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。选择优化后的工艺参数生产该汽车发动机支架,产品外观完整,没有出现表面裂纹等缺陷。在X-Ray探伤下无明显缺陷,内部质量良好。结论 选择合理的浇注温度、模具温度和挤压比压可以有效减少铸件内部的缩孔缩松缺陷,采用局部加压并合理控制挤压销的激活时间可以完全消除缩孔缩松缺陷。     

大跨越输电线路Beta阻尼线消振特性试验研究

针对传统极限学习机预测滚动轴承故障时，存在信号模式混叠、人为参数选取造成预测精度低下的问题，提出了正态分布-经验小波变换变换结合偏最小二乘法的极限学习机（partial least squares-extreme learning machines，简称PLS-ELM）的故障预测方法。首先，提出正态分布 经验小波变换信号降噪方法，通过正态分布划分频率带界限，在各频率带上构建带通滤波器进行降噪；其次，提出PLS-ELM的故障预测方法，应用偏最小二乘法（partial least squares，简称PLS）中主成分数和加载权重分别改进极限学习机(extreme learning machines，简称ELM）隐含层节点数和网络权值，激活函数选取Softmax以提高数据的拟合精度；最后，应用无量纲指标峭度来反映故障程度，实现故障趋势预测。试验结果表明，该方法能够准确划分频谱和克服模式混叠等问题，并实现滚动轴承性能衰退趋势预测。     

基于EMD-SVM的钛合金铣削过程刀具磨损监测

以硬质合金刀具铣削Ti-6Al-4V为研究对象,提出了一种基于经验模态分解（empirical mode decomposition, 简称EMD）及支持向量机（support vector machine,简称SVM）的刀具磨损阶段识别方法。首先,将原始加速度信号及力信号分解为一系列模态分量（intrinsic mode function,简称IMF）,选择了有效的IMF来组合一个新的信号;其次,计算新信号的多评价指标矩阵,将得到的多指标矩阵（I-kazTM、功率谱熵及均方根）作为输入特征向量,得到了基于线性分类器的刀具磨损识别模型;最后,将检测信号输入模型中进行识别,对刀具磨损阶段的识别精度达到了99.17%。EMD-SVM相较于SVM、BP神经网络及小波包SVM模型,运算时间减少,运算精度提高。实验结果表明,该模式对钛合金铣削过程中的刀具磨损具有良好的识别效果,为刀具磨损状态的监测提供了一种新方法。     

基于Kriging预测模型的五轴机床动态特性场分析

为了准确预测机床的加工空间动态特性,首先,建立双转台五轴机床不同加工空间的动力学模型和Kriging预测模型;其次,根据试验模态分析结果,修正了机床滑动结合面的刚度,分析了81个工作位置的机床模态;最后,选取机床动态特性变异函数,基于三维Kriging预测模型分析了双转台五轴机床不同加工空间的系统固有频率。结果表明：随着摆台摆角的变化,双转台五轴机床加工空间中的系统固有频率变化范围为46.2~52.9 Hz;当摆台摆角为0°时,系统固有频率最小;当摆台摆角为45°时,振动幅值最大;机床的加工空间动态特性预测能够为加工路径规划和刀具姿态选择提供技术支持。     

基于键合图的变压预紧力电主轴热误差建模研究

高速电主轴工作过程中产生大量的热,导致主轴前端产生热变形,严重影响主轴加工精度。本文提出变压预紧力电主轴热误差预测模型,将传热学理论计算与键合图模型相结合,可实时且准确预测同类结构的电主轴热伸长。建立主轴的热-固耦合模型,通过有限元分析得到耦合作用下主轴温度场分布规律;根据温度场分布规律及热能流向,运用热力学理论将主轴整体模型划分节点,并计算出节点的热参数;搭配20-sim平台构建主轴热学键合图模型,将关键节点温度实时监测模块与热伸长模块关联,针对鼻端热伸长量,计算各关键点热变形并完成热误差建模。实验验证表明,所建立的键合图预测模型误差在0.5μm之内,研究成果可为不同工况下的智能电主轴实时热误差补偿提供理论基础。     

基于力估计与切换控制的六足机器人三边遥操作

传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本 文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。 针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非 线性交互力估计器,实现对各端口间交互力的实时估计。 聚焦双操作者控制权重动态调整过整中的柔顺切换问题,本文基于共 享控制策略,设计权重因子自适应切换算法。 为保证所提出系统的稳定性及透明度,融合力估计器及权重切换算法,设计遥操 作系统的控制器。 通过力反馈设备分别和 Vortex 与 ElSpider 六足机器人搭建半物理仿真平台与实物实验平台,对本文提出控 制方法进行验证。 相对于传统三边遥操作,实验表明在平坦地形下速度跟踪性提高了 45. 12% ,力跟踪提高了 64. 71% ;在崎岖 地形下速度跟踪提高了 39. 02% ,力跟踪提高了 29. 41% 。