曲面构件超声检测中的灵敏度自动补偿技术

从曲面构件超声无损检测的原理出发，针对非对称曲面型构件超声检测比较困难的特点，分析了非对称曲面型构件自动化超声检测的原理，并提出了用最小二乘法拟合使用灵敏度调整曲线的方法。     

基于微平面法的空间曲面在线检测的研究

空间曲面的数控机床在线检测技术的研究必将丰富和完善数控机床在线检测技术、发挥良好的经济和社会效益。为提高空间曲面检测精度和检测效率,针对空间曲面测量的主要关键技术进行深入研究。首先研究了计算机辅助数控机床在线检测系统的组成和工作原理,为空间曲面在线检测的研究奠定理论基础;提出了采用微平面法进行空间曲面的在线检测,以提高了检测精度和检测效率;进行了相关试验来验证空间曲面的微平面检测方法的可行性。     

面向曲面零件的数控机床加工精度在线检测软件开发

面向自由曲面检测的特点,规划了数控机床在线检测软件的功能模块;指出了曲面加工精度的在线检测目前存在的关键问题并提出了相应的对策;最后基于Visual C++6.0和OpenGL三维图形技术开发了数控机床在线检测软件,并在实践中取得了良好的效果.     

反向工程中自由曲面的数字化检测

基于离散数据点比较两个自由曲面对于反向工程是至关重要的，本文提出在其中应该进行三种类型的形状精度检测。建立了定量分析原型件和其制造件之间形状误差的方法，阐述了未知曲面数字化、无基准未知曲面配准和误差计算等关键技术。     

汽车头灯模具自由曲面数字化检测关键技术

含功能性自由曲面产品的高质量制造需要精确的测量和检测。用传统的手工方法检测缺乏基准特征的自由曲面 ,精度差且自动化程度低 ;而基于 3D测量学的坐标测量系统提供了准确而科学的自由曲面检测手段。本文阐述了自由曲面数字化检测的关键技术 ,即曲面的数字化、自由曲面的配准和比较分析与误差评定。讨论了数字化检测在设计、制造和产品质量保证等成形系统各个阶段中的应用 ,并以汽车头灯反射器为例表明了精确数字化检测的实用价值。     

基于视觉技术的三维曲面非接触无损检测方法

不规则自由曲面在机械工程中有着广泛的应用,对其进行三维无损检测是近年来国内外研究的热点问题之一,传统的接触式测量方法由于采用接触式测头,所以极易损坏待测表面,且难以测量弹性实体,测量效量差。提出了一种基于主动双目视觉传感技术的三维曲面非接触无损检测方法,通过向待测曲面投影特定结构光并接收反馈信息实现曲面三维坐标的快速高效检测。这种方法无须接触式测头,仪器小巧,测量仪器与被测件间无测量力,因而易于实现现场无损检测。分析了基于该方法的数学模型,并给出了计算机仿真实验结果。仿真实验证明,该方法能够实现三维曲面的高精度现场检测。     

基于曲面分层的大型螺旋桨GMA增材制造

为了实现曲面复杂零件的高精度高效率增材制造,开发了高适应性的曲面分层算法.采用从空间角加权法向方向平移三角网格控制点的策略,生成与初始分层曲面等距的曲面簇,与模型求交运算,从而获得了每层曲面切片轮廓.在此基础上,使用基于体素化和曲面积分思想的曲面等距路径规划算法,获得了分层曲面上的等距轮廓偏置路径,保证了零件曲面轮廓的成形精度并进行了试验验证. 试验采用六轴机器人与旋倾变位机作为运动机构,使用熔化极气体保护电弧(gas metal arc,GMA)增材制造方法,在一个外径为0.2 m的圆柱金属管上,实际堆敷了直径1 m的扭转棱形螺旋桨.经过扫描检测和模型比对,得到桨叶的成形尺寸标准偏差为1.1 mm,最大偏差在3.0 mm以下.结果表明,对于特定曲面零件如螺旋桨的增材制造,曲面分层算法可以提高成形的效率和表面质量.     

基于曲率自适应的自由曲面测量点分布

针对自由曲面测点布置问题,采用曲率自适应形状特征的测点自适应分布。分析自由曲面的数学模型,为自由曲面参数化建模提供数学基础;研究自适应形状特征法,采用曲面形状函数的采样算法,使测点自适应分布;设计曲面,进行实际测点的布置,得到自适应测点分布图,并对测点数据进行CMM检测验证。     

自由曲面加工仿真的干涉检测研究

利用UG生成的加工路径上的一系列刀位点,计算两相邻刀位点的中点与曲面之间的距离,根据加工精度的要求,对曲面加工进行干涉检测。这不但满足了加工精度的需要,而且使得干涉检测方法更加简单,有效。最后利用VC 和OpenGL对提出的干涉检测方法编程实现,进行了仿真实验,证实了干涉检测方法的合理性和可行性。     

油箱上体拉深件口部曲面构造

曲面的构造是曲面拉深件设计中的关键环节。以油箱上体为例,建立了曲面边界线方程,依此边界构造了双三次混合Coons曲面,根据曲面的第一和第二不变量求得其曲面曲率,并作出曲率分布图,为拉深工艺分析和模具设计提供依据。     

Five-axis milling mechanics for complex free form surfaces

Accurate and fast prediction of machining forces is important in high performance cutting of free form surfaces that are commonly used in aerospace, automotive, biomedical and die/mold industries. This paper presents a novel and generalized approach for prediction of cutting forces in five-axis machining of parts with complex free form surfaces. Engagement simulations between cutter and part are performed precisely along the tool path by a recently developed boundary representation method. Moreover, mathematical model for five-axis milling mechanics is developed for any given solid model of parts with complex free form surfaces. Theoretical simulations and experimental validations show that cutting forces are predicted fast and precisely for five-axis machining of complex free form surfaces.     

面向自由曲面精准涂胶系统的设计与实现

大多数产品的外形都是不规则复杂曲面,智能涂胶设备要综合考虑胶接对象的多样性和复杂性。为了实现涂胶轨迹在各转角处保持尺寸一致,研制了面向自由曲面的精准涂胶系统,详细描述了系统的原理、软硬件及控制系统设计等。该系统通过工件模型建立准确涂胶轨迹,使用胶线质量模型计算胶线尺寸,使用超高速轮廓测量仪测量胶线尺寸并进行反馈微调。通过汽车扰流板涂胶试验,验证了该设备能满足曲面工件的精准涂胶要求。研究结果为涂胶机器人智能精准涂胶提供了科学依据、方法及创新技术。     

井下巡检机器人浮动式移动底盘设计与分析

为提高巡检机器人行走稳定性及越障性能,解决煤矿井下非结构化和复杂未知环境的安全巡检问题,提出一种浮动式巡检机器人移动底盘的设计方案。阐述巡检机器人浮动式移动底盘的结构设计及工作原理,分析巡检机器人越障过程,推导巡检机器人质心位置,得到越障高度与移动底盘位姿关系。运用ADAMS建立巡检机器人虚拟样机,模拟机器人在井下各种复杂路面行走及越障过程。结果表明：所设计的浮动式移动底盘提高了巡检机器人在井下复杂路面行走的稳定性,使巡检机器人具有平稳运行及良好的越障能力,进一步验证了井下巡检机器人浮动式移动底盘设计的可行性。     

一种有效的裁剪算法及其模具CAD／CAM中的应用

基于一种快速完备的自由曲面求交算法^[1]提出了一种有效的自由曲面裁剪算法,该算法综合考虑了曲面间的拓扑关系,对裁剪对象的上的交线进行裁剪,并依次连接构成裁剪后曲面的所有内环和外环而形成一张形成的裁剪曲面。以实例证明了该算法的有效性,并具体讨论了该算法在模具CAD／CAM中的应用,最后讨论了模具制造时分层面上的加工区域的确定问题。     

一种空间自由曲面非接触扫描测量系统的研究

精确测量空间自由曲面的传统方法是采用三坐标测量机的接触测量或简单的非接触测量，这些测量方法存在工作效率低，自动化程度低等缺点。在深入研究上述方法的基础上，提出了一种自由曲面的非接触自动测量方法，介绍了测量系统的构成，曲面边缘的提取，自动扫描方式的规划以及测头跟踪方式等设计要点。     

基于接触式测头的在线检测关键技术的研究

在线检测即为在机床上对工件进行测量的测量方法,它具有离线测量方法所不具有的优点.本文针对在线检测中存在的主要问题,对该研究涉及的测点布置、测量路径规划、机床误差补偿、测头半径误差补偿等关键技术进行了研究,分析了各类算法及进一步改善的途径,为检测系统的研发提供了支持.     

飞机叶片焊接修复中的三维测量重构技术

提出一种基于NURBS理论的叶片点云处理和曲面重构的方法.飞机涡轮叶片是结构、气动、强度等多学科优化设计的结果,其外形为复杂的自由参数曲面.用最小二乘法将拓扑后的点云局部曲面拟合对异常点去噪,依据曲率阈值点云分割.将双三次Coons的B-spline形式曲面作为基面,散乱点云无约束曲面逼近,利用优化理论迭代得到曲面控制点从而确定B-spline曲面方程.根据NURBS理论对曲面拼接修剪,复原磨损叶片的三维模型,为后续的焊接修复提供精确三维模型.