旋转扫描结构光的三维检测系统及其标定

针对传统平移扫描检测系统的缺陷,提出了一种基于旋转扫描线结构光的三维检测与重构系统及对应的系统参数标定方法,建立了点云数据获取模型。被测物体通过旋转实现与线结构光间的相对运动,得到被测物体的外表面二维图像。系统标定获得图像坐标与世界坐标间的转换关系,得到被测物体的三维坐标信息及数字模型。由实验可知,相机的标定精度为0.2 mm,原理样机进行物体测量的精度为0.1 mm。实验证明该系统检测精度高,具有可行性。     

数据驱动的车削和钻削加工能耗预测

为准确快捷地预测零件车削和钻削加工工艺过程的电能消耗,提出一种基于数据驱动的能耗预测方法,包括能耗数据采集和预处理、特征属性预处理、特征选择算法和能耗预测算法4个关键技术。将样本分类和RReliefF算法结合进行特征选择,采用神经网络、支持向量回归、随机森林3种算法预测能耗,并通过对算法进行调参提高预测精度。在此基础上进行了实验研究,应用所提方法预测零件外圆车削和钻削加工能耗,并同实测能耗进行比较。案例分析结果表明,所提方法能够分析得出零件加工能耗的主要影响因素,3种算法的平均预测误差在4.94%～9.94%之间,误差随着训练样本的增加逐步下降,其中神经网络算法的预测误差最小,低于现有方法,具有很大的应用潜力。     

随机网格结构固结磨料磨盘平面磨削性能研究

针对超精密磨削加工过程对工件材料去除效率、表面质量、亚表面损伤等指标的复合需求,提出一种基于泰勒多边形设计的随机网格结构固结磨料磨盘（textured-fixed abrasive plate, T-FAP）,并以光固化树脂作为结合剂基体材料混合微米级氧化铝磨料制备磨盘,使用MATLAB图像分析和磨抛轨迹仿真方法研究磨盘磨削过程中表面磨损时变图案特征对其加工性能的影响,并通过铝制工件的平面磨削实验对磨盘磨削过程中的材料去除率及工件表面粗糙度进行分析。实验结果表明:相比传统固结磨料磨盘,采用随机网格结构磨盘加工的工件表面粗糙度为0.84 μm,材料去除率为3.21 μm/min,能够在保证材料去除率的同时获得较高的表面精度。      

面向U-制造的车间物流实时数据语义分析

针对U-制造环境下“数据有余、信息不足”的典型问题,研究了从车间物流实时数据中有效提取信息的语义分析原理。采用射频识别技术采集工艺路线物流实时数据;通过复杂事件处理方法将简单事件（即射频识别读事件）聚合为6种常见的物流复杂事件;构建物流进度矩阵完整地记录不同时刻复杂事件的发生,以矩阵的秩和元素作为主要参数反映和描述单批次生产任务的执行进度。给出了所提原理的运行模式,开发了对应的原型系统。通过某汽车电机制造商的应用案例验证了所提原理的可行性。     

基于活动的产品车间制造过程碳排量计算方法

借鉴基于活动的成本法思想,提出了一种基于活动的碳排量计算方法.首先介绍了活动碳算法的概念和原理,建立了基于活动的产品车间制造过程碳排量计算模型;分析并给出了计算模型中关键要素的获取和计算方法;最后给出应用实例,验证了所提方法的有效性.研究结果可进一步应用于制造过程的低碳评价和优化.     

切削功率模型实验分析与建模

为得到更加准确的切削功率模型,来提高机床能耗评估、节能优化的能力,以平面铣削加工为例,选择灰铸铁作为工件材料,采用四因素(主轴转速、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度)四水平正交实验设计,在一台加工中心开展切削实验,通过功率数据采集装置测量得到切削功率,实验结果和模型精确度评估表明:当W400F-FS的涂层铣刀铣削型号为HT250的灰铸铁时,用单位体积切削能和切削力经验公式计算切削功率的平均相对误差分别为16.06%和32.63%,而用SPSS软件拟合出的模型计算切削功率的平均相对误差为3.7%,从而解决了通过单位体积切削能和切削力经验公式计算切削功率误差较大的问题.     

磷石膏渣场回水中和降磷降氟改进

介绍湿法磷酸装置磷石膏渣场回水中和的原理、流程及效益测算.对回水中和项目进行分级使用和指标优化,并进行项目延伸,包括脱镁清液生产钙镁磷肥、氟硅酸钠洗水中和处理等.改造后,磷收率明显提高,并且缓解了回水结晶问题.     

TS16949质量管理体系过程模块化及支撑软件开发

为开发支持ISO/TS16949:2002质量管理体系的信息系统,从信息化角度分析和建立了TS16949质量管理体系所包含的典型过程的参考模型,通过对过程内部及过程间的相似性分析,得到了过程模块及其连接方式,设计了与过程模块相对应的数据流图模板、实体联系图视图以及可复用软件模块,讨论了软件模块的实现及组装方法,提出了针对TS16949的过程模块化方法以及基于过程模块的支撑软件开发方法。应用该方法实现了TS16949支撑软件的快速、标准化的开发工作,有效地支持了某汽车电机企业质量管理体系的运行实施。     

基于动素的切削功率建模方法及其在车外圆中的应用

为了更加科学准确地建立机械加工过程能量模型,为低碳制造奠定基础,提出一种基于动素的切削功率建模方法.将切削功率分解为空走刀功率和材料切削功率,进一步将两部分功率映射为动素功率并借助实验建立切削功率模型.通过对某圆柱形工件的车削过程切削功率的评估,验证了所提方法的有效性.     

弹性基体软固结磨料磨具的材料去除机理

基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软固结磨料磨具,利用有限元仿真分析方法研究弹性基体软固结磨粒的受力状态,结合接触力学与运动学分析建立考虑单颗磨粒磨损行为与有效磨粒数量的材料去除模型,通过石英玻璃试件的弹性磨抛加工试验验证预测模型的准确性。结果表明：石英玻璃试件的材料去除率随着磨抛压力、主轴转速、磨具偏角的增大而显著增加,而磨料粒径对其影响程度较小;当工艺参数组合为磨料粒径100μm、磨抛压力7 N、主轴转速1 500 r/min、磨具偏角20°时,经60 min磨抛后,工件已加工表面粗糙度由1.069μm降至0.089μm,材料去除率为8.893×10⁸μm³/min;该试验条件下,建立的材料去除模型预测准确度相比Preston经典模型提高36.7%。研究成果可为实现硬脆材料的确定性材料去除提供技术支持和理论依据。