叶轮五轴侧铣加工的铣削力预测计算研究

针对叶轮叶片等复杂曲面的半精加工或精加工过程的仿真需要预测铣削力,根据叶片铣削工艺规划,建立了锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力预测计算模型。结果表明:所建立的铣削力预测模型仿真计算结果与实验结果吻合度较高,基本满足实际加工过程中的铣削力预测要求。该模型可用于叶轮叶片或类似曲面的五轴侧铣加工过程的铣削力预测,为优化加工参数、提高加工效率等提供了仿真分析工具。     

基于灰色关联度分析响应面法的橡胶软模端面抛磨表面粗糙度预测

为解决复合材料加筋壁板上筋条与蒙皮配合间隙不均匀的问题,需在刚模表面上粘贴橡胶软模,并通过抛磨橡胶软模来消除配合间隙,然而,若打磨参数选择不当,则橡胶软模表面易起毛,致使粗糙度值过大,易吸附磨屑粉尘。针对上述问题,搭建了一套基于机器人的橡胶材料除尘端面打磨系统,探究了磨粒粒度、磨头转速、打磨压力、离边距离等打磨参数对表面粗糙度的影响规律。提出一种基于灰色关联度分析响应面法的机器人橡胶垫抛磨表面粗糙度预测方法,建立了橡胶材料打磨后粗糙度Ra值的预测模型,该模型的拟合系数R2值为0.9878,表明模型拟合效果好。使用该模型计算出的Ra预测值与观测值的均方根误差为0.014 47,验证了模型预测的有效性。基于预测模型,获得粗糙度Ra值最小（3.3 μm）的参数组合为：磨头转速4158.9 r/min、抛磨压力38.4 N、离边距离30 mm。     

键盘式导电橡胶制品模具的计算机辅助设计系统

用本键盘式导电橡胶制品模具计算机辅助设计系统（ＭＣＲＫ系统），可提高设计率５倍以上。文中对本系统的结构、原理和方法进行了分析，并列举了应用实例。本系统采用了命令菜单式用户界面，在－Ｔ型主控菜单下完成系统的各项功能，操作简便、容易掌握，且每个设计环节都设有人工干预、认可和修改的功能。     

转子铜排鱼尾槽视觉检测机构设计与分析

汽轮发电机转子铜排在完成端部铣削加工后需对其加工精度进行严格地检测.本文中设计一种视觉检测机构,通过输送装置的动力输入、校正模块的位姿校正、检测模块的图像获取及算法处理,实现转子铜排自动检测,解决人工检测的安全和效率问题.建立数学模型计算了校正模块的可行性,利用ANSYS Workbench 对夹具-工件系统的接触变形进行了仿真计算.实验结果证明,视觉检测机构能迅速准确地校正转子铜排位姿并获取高精度的鱼尾槽尺寸信息.     

五轴NC加工中刀具运动包络面的计算

在机械加工过程中,刀具的铣削在加工体表面形成沟槽,对该沟槽型面的数字化描述是精确计算表面加工残差、判断加工干涉的理论基础,进而可实现表面加工精度评估与控制及加工轨迹全过程的精确规划计算。沟槽型面是刀具刃口回转面在空间运动形成的包络面的一部分,因此推导包络面的解析方程成为解决问题的关键。结合五轴加工机床的运动特点,通过建立加工刀具刃口回转面的数学模型,推导出五轴NC加工刀具运动刃口回转面包络的解析方程。数字仿真的结果与实际完全一致,验证了方法的正确性和有效性,具有较强的理论性和实用价值。     

五坐标曲面NC加工刀具轨迹的规划

多坐标曲面加工的刀具轨迹规划是数控编程的基础和关键。从改善曲面加工精度和效率的角度,分析了五坐标曲面NC加工的逼近加工误差,讨论了走刀步长和切削行距的估算,提出了刀具轨迹规划的原则,并结合实例进行了轨迹验证。     

超精密点对点运动4阶轨迹规划算法研究

研究了一种优化超精密点对点运动的4阶轨迹规划算法及其精度补偿方法。首先阐述了超精密轨迹规划具有实用性所必须具备的特征以及实现轨迹时间优化的基本要求。然后以系统动力学为基础，考虑运动轨迹的全过程，提出了一种通过预处理以获得时间优化的4阶轨迹直接规划算法。提出了一种适当降低系统动力学限制的时间圆整方法，有效补偿了该算法在计算机离散实现时所带来的精度损失。通过实例验证了所提算法的有效性和可靠性。     

太阳系模型的设计与研究

为了加快以传播科学知识、弘扬科学精神为目的的展品设计技术的快速发展,首先,应用日心说原理设计了一种太阳系运动简易模型。该模型采用研华科技公司的运动控制卡PCI1240U作为控制系统的核心来控制交流伺服电机,以驱动行星模型的公转;同时通过旋转按钮手动控制直流减速电机,以实现模型的自转。其次,设计了导电机构以保证直流减速电机的有效供电。最后,运用VB软件设计了个性化的人机交互界面。研究结果表明,该模行运行情况良好,机械结构简易美观,运转稳定可靠,易于维护,通过人机界面(HMI)可观看特殊天象和特定日期的天象,以及公转演示等。     

考虑基坐标系误差的机器人运动学标定方法

提出了一种基于机器人几何参数误差与基坐标系位姿误差的六轴串联型机器人误差标定方法。首先基于MD-H方法建立了IRB6700机器人几何参数误差模型,得到机器人连杆几何参数误差到机器人末端位姿误差的映射关系;然后进一步考虑了基坐标系的位姿误差,并建立了考虑基坐标系误差的机器人误差模型;此外,针对传统标定方法操作繁琐、偶然误差大等问题,提出了一种改进的参数辨识方法,进一步提高了标定过程的可操作性与标定精度。最后,开展了本体标定实验与基坐标系误差扰动实验,结果表明所提方法将机器人位置误差的平均值由3.1928 mm减小至0.1756 mm,位置误差的标准差由0.5494 mm下降到0.0830 mm。基坐标系位姿误差扰动前后参数辨识的结果一致性高于99%,标定精度及稳定性得到显著提高。     

超精密点对点运动3阶轨迹规划算法研究

研究了一种优化的超精密点对点运动3阶轨迹规划算法及其精度补偿方法。首先阐述了超精密轨迹规划具有可实用性所必须具备的特征以及实现轨迹时间优化的基本要求。后以系统动力学限制为基础,考虑运动轨迹的全过程,提出了一种通过预处理以获得时间优化的3阶轨迹直接规划算法。提出了一种适当降低系统动力学限制的时间圆整方法,有效补偿了算法计算机离散实现时所带来的精度损失。实例证明了本文提出算法的有效性和可靠性。该算法也成功应用于纳米级精度的半导体加工装备的研发中。