多轴机床加工复杂自由曲面的刀底干涉避免

为快速、有效地解决复杂自由曲面加工中存在的刀底干涉问题,通过刀底干涉特征分析,得出能否快速、有效地划分出刀底干涉范围是影响刀底干涉避免总体效率和精度的关键。其次,以切削点的局部几何性质为基础, 提出了刀底干涉范围的快速划分方法。第三,以切削点的切平面为媒介定义了刀底干涉特征点,该干涉特征点与刀具的刀轴矢量无关,因此这些干涉特征点既可作为初始刀轴定位的依据又可作为刀轴调整的约束。同时又构造了刀底干涉特征点的快速搜索算法。以搜索的少量干涉特征点为基础,最终得出了无刀底干涉的快速刀轴定位算法。实例分析表明,算法的应用不仅能快速、有效地解决刀具加工自由曲面的刀底干涉问题,而且刀底干涉特征点的存在也为其他形式的干涉避免打下了坚实基础。     

双资源约束的航天结构件车间生产调度方法

针对航天结构件生产调度过程中工序加工时间随操作人员能力级别而变化,关重件和关键工序特定设备和人员要求约束等问题,构建综合考虑关键设备和人员双资源约束的柔性车间作业调度数学模型,解决航天结构件生产设备资源维、人员资源维、工序信息维的描述。为实现双资源约束下的柔性调度,提出嵌套式蚁群-遗传混合算法,针对结构件加工工序设备和人员双资源选择问题,建立资源选择问题与蚁群并行搜索的映射关系,设计蚁群算法实现资源选择;为提高算法搜索性能,利用遗传算法求解当前蚂蚁资源选择下的调度问题,在避免人员资源使用冲突前提下实现设备加工工序的优化排序,使得关键设备利用率最大,总完工时间最短,并通过综合考虑蚁群和遗传算法阶段的求解目标进行蚁群算法信息素的更新,大大提高算法获得较优解的性能。最后,通过航天结构件车间实际案例进行算法测试,测试结果表明,嵌套式蚁群-遗传混合算法能有效地求解双资源约束的航天结构件车间生产调度问题,可降低资源总负荷,提高关键设备利用率,避免人员资源冲突,具有良好的综合调度性能。     

激光直接标识技术研究及其在航天产品研制中的应用

激光直接标识技术以其标识符号和标识对象一体化,且成本低、安全可靠等优点成为零件生产过程唯一标识的主要手段之一,通过激光直接标识技术的应用能够对航天产品研制过程中的制造信息进行全面追踪、集成、管理,为航天产品生产过程精细化管控和质量问题快速追溯提供一种有效手段。     

船用柴油机机架类零件CAD/CAPP/CAM集成系统

针对某船用柴油机制造企业机架类零件的结构特点,对机架类零件特征信息提取、特征匹配、特征重构、特征工艺推理、特征刀具轨迹生成等环节的关键技术进行了研究,并应用产品模型数据交换标准与特征技术相结合的集成方法,使加工特征信息在上述环节中进行一体化传递.在此基础上,开发了船用柴油机机架类零件CAD/CAPP/CAM集成系统,并通过应用实例对其进行了验证.系统操作简单,人工干预少,可以扩充应用到其他类型复杂零件的信息集成领域.     

自由曲面五轴等残余高度高精度加工的路径规划

针对自由曲面的加工，提出了等残余高度的路径规划算法：当刀具沿切削路径运动时，刀刃上与曲面法向距离等于加工精度的点形成了过渡路径；通过此路径求得一条相邻的刀具路径．消除了传统的路径规划算法中对相邻路径的切削方向及局部几何信息的近似，相应地提高了路径规划的精度．实例表明，这对改善刀具路径的精度有很大地帮助．     

基于Web的铸造工艺管理信息系统开发

根据熔炼铸造企业生产工艺的特点,提出将ASP技术与基于ActiveX报表二次开发技术应用于铸造工艺管理信息系统的方法;运用XML技术分析实现的原理,使系统在B/S模式上实现了所见即所得的设计编辑功能.系统已应用于熔炼铸造企业,大大提高了企业的管理水平.系统的成功运用将为工艺管理系统向网络化的发展提供有益的探索和借鉴.     

Supervised descent method for weld pool boundary extraction during fiber laser welding process

In order to obtain a high-quality weld during the laser welding process, extracting the characteristic parameters of weld pool is an important issue for automated welding. In this paper, the type 304 austenitic stainless steel is welded by a 5kW high-power fiber laser and a high-speed camera is employed to capture the topside images of weld pools. Then we propose a robust visual-detection approach for the molten pool based on the supervised descent method. It provides an elegant framework for representing the outline of a weld pool and is especially efficient for weld pool detection in the presence of strong uncertainties and disturbances. Finally, welding experimental results verified that the proposed approach can extract the weld pool boundary accurately, which will lay a solid foundation for controlling the weld quality of fiber laser welding process.     

基于高密度点云的激光焊接缺陷智能在线检测（特邀）

铝合金薄板激光焊接经常会出现咬边、凹陷等表面缺陷。这两种缺陷由于尺寸小、特征相似,难以通过传统视觉在线检测手段对其进行精确分类和测量。开发了一种基于深度学习缺陷分类-点云测量的在线监测系统,利用高密度的点云数据对缺陷进行识别、分类与测量,解决了上述检测难题。通过双目结构光传感器采集点云数据;利用基于区域推荐网络的卷积神经网络模型识别和定位缺陷;在识别和定位缺陷后,通过对局部缺陷区域的点云进行操作,快速测量缺陷尺寸。高密度点云数据训练的模型的识别准确率达到93%,高于传统二维视觉传感器图像训练的模型。该检测系统在线检测允许的最大焊接速度为316.87 mm/s,适用于大多数激光焊接。     

环面型无级变速传动的速比建模与应力分析

利用非定轴空间点啮合理论分析了环面型牵引式无级变速传动的速比变化过程,并由此建立了调速油缸的行程与速比之间的对应关系模型,该模型为速比的精确控制奠定了基础。在考虑切向牵引力对接触区域的影响条件下,采用三维弹性接触有限元法分析了接触区内的接触应力和子表面切应力的分布状况,该分析结果可用于动力传动单元的接触疲劳寿命设计。