基于自适应阈值分割改进Canny算子的管道边缘检测方法研究

针对工厂中管道破损位置无法通过机器视觉准确判断的问题,提出一种基于自适应阈值分割改进Canny算子的管道边缘检测方法。该方法从滤波方式、梯度方向以及阈值分割角度对采集图像进行处理,首先采用采样-自适应中值滤波+双边滤波代替传统Canny算子中的高斯滤波,减少图像边缘信息丢失并去除图像中的噪声,然后增加梯度幅值的计算来更好地检测不同方向的边缘信息,最后为避免人工选取阈值效果不佳的情况,采用最大类间方差 (OTSU)阈值分割算 法进行阈值的自适应选取。实验表明,该方法相比于传统Canny算子的图像信噪比提升28.22%,边缘点数提升39.97%,四连通道数提升11.52%,八连通道数提升5.92%,提取特征完整且连续性较好,实现了对管道图像中破损情况的有效检测。     

小型电火花机床特性分析与优化

运用有限元法对一台小型电火花加工机床的静动态特性进行分析。分析比较机床常用总体布局结构对机床静刚度的影响,对相对刚度较小的部件进行静力分析和拓扑优化。基于赫兹接触理论和吉村允孝积分法分析计算机床结合部的动态特性刚度参数,并利用弹簧和阻尼等效建立了机床动态特性模型。提取机床前6阶的固有频率和振型,相对于刚性连接固有频率减小,能够更准确地模拟机床动态特性,为预测分析机床静动态特性提供了依据。     

超声振动辅助激光烧蚀铝表面形貌仿真分析

为研究超声复合激光蚀除机理,本文使用COMSOL软件对超声振动辅助激光烧蚀金属铝表面烧蚀过程进行仿真,对比研究了超声振动对激光蚀除机理和过程的影响。研究发现,激光烧蚀的开始阶段主要以高温汽化来去除材料。随着烧蚀时间的增加,蚀除方式主要转变为熔融物飞溅蚀除,这对烧蚀凹坑的形成起主要作用。并研究了不同频率下激光蚀除材料的速度,研究发现,引入超声振动后,蚀除速度降低了26.2%-39.43%。     

聚焦超声清洗机的仿真设计与实验研究

目前,超声清洗机通常是将一组换能器排布于平面式清洗槽底部,但用此方法会形成驻波现象,不利于超声清洗。文章提出了一种球面式聚焦超声清洗的方法,与普通超声清洗相比,该方法提高了超声清洗的效率。文章采用有限元COMSOL Multiphysics软件对清洗机内声场进行分析,得到三维模型内声压的分布情况;研制了聚焦超声清洗机,并通过薄膜腐蚀实验验证了清洗机内的声压分布情况;通过对比试验发现,聚焦超声清洗油污的速度比普通超声清洗提高了77.27%。通过薄膜腐蚀实验和超声清洗实验可知,聚焦超声清洗机内声场分布均匀,且声场内存在能量聚焦区域,清洗速率高于普通超声清洗机。     

小型三轴立式铣床数控系统软件研发

研制了一台小型三轴立式数控铣床,首先对其硬件配置以及全闭环控制策略进行阐述;其次分析数控系统软件结构组成,重点研究了HMI的结构设计以及实现过程。针对数控系统的回零方法、实时通讯、代码处理、程序同步跟踪等技术难点,提出双触发回零、PcommServer函数库通讯、程序格式分离以及同步M变量插入等方法。在VC++2010软件上采用MFC对话框功能模块化设计,开发出IPC+Clipper的开放性数控系统软件HMI,其功能完善、平稳可靠、可扩展性强,具有一定的实验研究和教学价值。     

超声混粉电火花加工热力学仿真及表面形貌研究

为了研究超声振动和混粉对电火花加工的影响,基于传热理论,结合超声和混粉特性建立了超声混粉电火花传热模型。基于建立的传热模型对超声混粉电火花加工去除材料过程进行瞬态热力学仿真,并通过实验验证了仿真结果的准确性。通过仿真和实验分析了普通电火花、超声电火花、混粉电火花和超声混粉电火花四种加工方式,结果表明超声混粉电火花加工效率比普通电火花加工效率提高了23%。加入混粉和施加超声可以减少加工表面积碳,提高表面质量;可以使放电凹坑变得更加规则,使表面粗糙度降低。混粉电火花加工相对于普通电火花加工其表面粗糙度平均降低了8.9%,超声混粉电火花表面粗糙度相对于普通电火花平均降低了4.3%。     

Micro-EDM Milling of Complex 3D Structure with Fix-Length Compensation Method

A human face with complex 3D structure is machined with a modified fix-length compensation method in this paper.The fast development of MEMS (Micro Electromechanical Systems) has strongly enhanced the application of new harder work materials.As a low cost,flexible,good repeatable machining process with negligible process forces,micro-EDM milling is well suited for freeform metallic micro structures.A major problem in micro-EDM milling of complex 3D structure is the electrode wear.A new CAM system based on the UG software platform is developed in order to get good accuracy and higher efficiency.A correction coefficient is introduced and deduced for the modified fix-length compensation method.Using this method a human face with complex 3D stricter is machined successfully by micro-EDM milling.