焊缝缺陷图像智能分类研究北大核心

为解决V型焊缝内部缺陷超声相控阵图像智能分类时代表性特征提取困难的问题,提出了一种改进的稀疏自编码器网络模型(RSAE),获取显著响应V型焊缝缺陷类型的特征集。首先,预处理缺陷超声图像,进而采用纹理特征与形状特征相结合的方法解析缺陷的明暗复杂程度、纹理粗细、沟纹深浅、灰度分布均匀程度;其次,基于Relief-F算法计算各特征对V型焊缝内部缺陷类型的敏感度,分配其为RSAE的初始权重参数,同时给RSAE三种约束实现对样本数据的重新表达。实验使用原始特征与改进的稀疏自编码器编码的特征分别作为核极限学习机的输入,识别准确率分别为87.2%与96.5%。结果表明,提出的改进的稀疏自编码器获得的高级特征较原始特征在模式识别中有更好的结果。     

基于NV-SEC的复杂箱体特征尺寸提取方法及应用

为了实现导弹发射箱的自动化打磨工序,必须提取复杂箱体的特征尺寸。通过三维激光扫描技术得到发射箱的点云数据后,对其进行分析,提出了一种基于法向量和排序欧式聚类(Normal Vector and Sorted Euclidean Clustering,NV-SEC)的箱体类零件特征尺寸快速提取方法。该方法首先以箱体点云模型中各点法向量的不同为判断依据,将箱体所有的环筋边缘信息提取出来,并采用改进的排序欧式聚类分割算法,得到有序的单根环筋的边缘信息,从而进一步求得箱体的宽度尺寸。实验结果表明,该方法可以满足箱体自动化打磨的要求,可以大幅度提高箱体环筋与纵筋装配质量,提高箱体加工效率。     

狭小空间内孔高测量机器人设计及视觉定位方法研究

针对狭小空间内人工测量孔高带来的问题,设计了一种基于视觉定位的移动测量机器人,通过车身的导向装置使机器人可以在箱体内沿着固定方向运动,使用Beckoff控制器和Elmo驱动器实现了机器人的运动控制系统,并使用机器视觉进行箱体底面的孔位引导,使孔高测量能精确定位到每个孔位上。结果显示,视觉系统采用Hough圆变换定位效果更好,能实现狭小空间内箱体底孔的精确定位。     

面向最优匹配位置的大部件自动对接装配综合评价指标

火箭、飞机、舰船等大型产品结构复杂,多为分段制造后进行总装对接,此类分段大部件对接质量直接影响总体装配质量。传统的对接装配工艺自动化程度低、过度依赖专用检具和人工经验。部件对接装配最佳匹配位置的确定,是提高大部件对接装配效率和质量关键之一,基于先进测量设备和自动化定位装备,建立面向大部件最优匹配位置的综合评价指标体系。首先,基于点集匹配、直线对齐、平面匹配和曲面匹配的数学模型,建立大部件对接结构中各关键特征的装配准确度评价指标;其次,从制造准确度和协调准确度两个方面构建大部件对接装配最优匹配位置的综合评价指标体系,为部件制造质量评估提供有效的评价方法,也为部件之间最优匹配位置求解提供目标;最后,基于实验室自主研发的大部件对接平台,以筒段模拟件对接为研究对象,验证了这一综合评价指标体系在指导大部件装配对接的有效性,与传统工艺相比,可直接保证最优对接位置,提高装配质量。     

改进RBF网络PID算法及在气动力伺服系统中的应用

针对气动力伺服系统的非线性、时变性和不确定性,在已有RBF神经网络PID控制算法的基础上,提出了一种改进的控制算法。在RBF网络参数调整中引入动量因子,考虑参数变化的经验积累,减小系统振荡;同时,采用LM(Levenberg-Marquardt)算法代替梯度下降法对算法中PID参数进行实时在线调整,加快其响应速度。最终通过MATLAB仿真和基于LabVIEW的实物验证实验,测试了改进算法在气动力伺服系统中的控制效果。实验结果表明,改进算法的快速性和鲁棒性明显提高,在气动力伺服系统中具有良好的控制效果,且在工业现场具有实用性。     

基于气缸的主动恒力输出装置设计

针对精密装配、搬运、工件表面修刮或磨削、抛光和擦洗等行业对设备主动柔顺能力的迫切需求,设计了一种基于气缸的主动恒力输出装置。对照设计目标,对所用的器件(包括比例压力调节器、气缸、导轨和压力传感器等)进行针对性选型,并设计针对压力传感器微弱信号的调理电路,增强其信号的准确性和抗干扰能力,同时设计数据采集处理板对整体系统进行控制,完成对力输出的闭环控制,并通过RS485通讯接收上位机命令和上传采集数据。最后通过大量动静态压力的测试实验表明该设备在整个量程内,其输出力误差在±3N以内,响应时间在300 ms以内,输出力不小于200N,性能满足设计目标。该设备的研制成功为主动力控制系统的设计研究开辟了新的思路。     

基于测量数据的发射箱多轴自动编程系统开发

导弹发射箱是现代武器的重要装备,它具有加工特征多和难度大的特点,加工时需要进行多轴联动铣削。在目前的CAM软件中,如NX、Proe等虽然具备计算刀轨和数控编程的能力,但是在生成数控代码之前需要进行复杂的参数设置,对操作人员的专业能力要求也较高。为了提高发射箱的加工效率,减少编程前的参数设置工作,系统基于NX二次开发技术创建了UI界面、刀具库、工艺规则库和后处理器,将全部的工艺参数、数控编程知识以及数据库调用命令嵌入至API操作函数编制的程序中,省略了多轴加工编程时复杂的参数设置,实现在UI界面上的一键化数控代码生成。编程完成后使用VERICUT软件搭建四轴机床模型,对所生成的NC代码进行虚拟机床仿真,验证了系统生成数控代码的可靠性和可行性,有效提高了发射箱的数控编程效率。