基于形心模型的已知自由曲面测量点规划研究

数据采集是自由曲面测量的第一环节,合理规划测量点可以提高测量效率。对自由曲面测量的采样点数的确定进行了研究,探讨了自由曲面测量点的分布,由于均质体形心模型可以用在确定测量点自适应分布上,因此以均质体形心模型推导出采样算法,在算法中提出了一种新的曲率测度求法。结果表明:该方法能更好地表征了曲面的曲率,形成自适应采样矩形拓扑网格;实现测点的自适应布置,即在曲率大的地方取点较密,在曲率小的地方取点较疏,从而为数学模型已知的实际曲面的测量提供参考。     

自由胀形时最佳工艺的制订

本文利用等效理论提出了决定自由胀形成形最佳工艺参数的方法,并用四种材料分别在两种不同条件下作了成形验证实验。结果表明,试验结果与理论吻合良好。     

超塑性非球面自由胀形的测量

超塑性胀形是成形薄壁壳形件的重要技术, 已经在航空技术领域占有重要地位. 由于超塑性自由胀形是建立超塑胀形力学解析理论的重要依据, 又是超塑胀形成形的必经阶段,而超塑自由胀形的轮廓曲面为轴对称旋转曲面, 本文针对精确测量轴对称旋转曲面的几何参数尚存在的一些问题, 提出了测量方法及基本原理, 介绍了基于单目成像的图像采集系统及摄像机参数的标定方法, 并对旋转体试件的成像测量进行分析, 给出了误差补偿公式; 对于实验中极点高度测量和实验后轮廓测量采用不同算法, 以保证系统的实时性; 为提高测量精度, 采用亚像素算法, 同时分析了误差产生的原因.     

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。     

圆钣自由胀形过程的回弹分析

本文建立了圆钣自由胀形过程的回弹理论公式，试验证明该公式成功地揭示了工件的稳定相对ｈｐ以及与材料性能有关的材料综合性能指数Ａ、Ｂ对回弹的影响规律。     

超塑性自由胀形的双目立体视觉测量研究

超塑性自由胀形实验中准确测量胀形件轮廓曲面以及曲面上各点的变形是建立超塑性自由胀形解析理论的重要基础.本工作依据自由胀形件轮廓为轴对称旋转曲面这一重要特征,将曲面测量问题转化为曲面上特征点的测量,采用双目立体视觉系统测量特征点的三维坐标,并进行曲线拟合以确定其轮廓曲面,计算几何参数,通过分析轮廓曲面上特征点位置变化以及两相邻特征点之间间距的变化来测量应变.介绍了双目立体视觉系统的组成和测量方法,以及系统模型、标定方法、消除高温影响和图像处理等关键环节,给出了胀形件几何参数和变形测量的方法,进行了测量实验.     

螺旋定子内曲面高压胀形方法研究

等壁厚橡胶层定子的出现大幅提高了螺杆马达和螺杆泵的整体性能,其定子金属壳内螺旋曲面具有多头、大导程、连续光滑的几何特征,该类零件的高效低成本制造是目前急需解决的关键问题。本文提出采用内高压充模胀形工艺方法实现其加工制造。采用计算机仿真、优化设计与胀形实验相结合的方法,研究了成形压力、管件壁厚、工件螺距和界面摩擦系数对成形的影响规律。胀形分析结果和实验结果一致性好,均达到了螺旋定子内曲面的加工要求,获得了壁厚均匀的内螺旋曲面。     

自由曲面测量点分布规划研究

针对自由曲面的测量规划问题,提出了在截面弦长指导下的三角自适应测量和基于边界的等弦高差测量两种方法.前一种方法首先对模型进行粗测收集CAD信息,然后利用模型信息进行基于曲率变化的初始三角形划分,这样充分利用了模型的信息来指导初始化,后期利用三角形自适应划分方法得到测量采样点数据.其效率明显提高;后一种方法利用等弦高差处理方法在指定的测量边界内按截面进行测量点采样,从而实现了有效的仿形跟踪测量的方法.最后通过实际测量和软件测评验证了两种方法都可以准确地测量曲面,但是第一种方法的效率更高,实现了高效、精确的自由曲面测量.     

模具自由曲面抛光过程的分析与研究

针对模具自由曲面抛光中受几何、物理及力学等因素的影响,从抛光工具与自由曲面之间的接触及摩擦角度分析,深入研究自由曲面的抛光机理,并对影响抛光工艺过程的主要因素进行分析,探讨自由曲面抛光过程中获取高质量表面的方法。     

单双层U形不锈钢波纹管液压胀形变形特征对比研究

基于ABAQUS平台,建立了单层和双层U形不锈钢波纹管液压胀形及回弹有限元模型,解决了建模中的关键问题,采用动态显示算法分析胀形过程,静态隐式算法求解回弹过程,并通过与实验获得的波纹管轮廓对比验证了模型的可靠性。基于此模型,对比分析了单层和双层波纹管胀形过程中的壁厚分布和轮廓特征。采用壁厚变化率反映壁厚变化情况,采用波厚、波高和波距变化量衡量波形尺寸的变化。研究发现:单层波纹管减薄率方面大于双层波纹管,双层波纹管内层壁厚减薄率大于外层;双层波纹管回弹后的尺寸变化大于单层管。     

自由曲面测量轮廓度不确定度的研究

测量不确定度的评定对于质量的保证是至关重要的。针对曲面检测影响因素多且概率密度函数未知的特点,将代表实际曲面表面信息的测量点集进行Bootstrap重抽样,通过重抽样样本来评定曲面轮廓度的估计值及其不确定性区间,并通过实例验证该方法的可行性。     

模具自由曲面球头刀高速铣削点速度研究

球头铣刀高速铣削是加工模具自由曲面的重要工艺方法。在分析自由曲面铣削中球头刀铣削点和零件加工曲线几何位置关系的基础上,探讨球头刀铣削点的运动规律,得到加工模具自由曲面过程中球头刀铣削点的线速度和角速度方程。铣削点的速度方程将为研究球头刀的均匀磨损提供必要的理论依据,为曲面零件的超精密加工打下提供参考。     

基于反求工程的自由曲面数控加工

介绍了以反求工程为技术支撑的自由曲面数控加工的基本原理和全过程，并对其中的数字化扫描、CAD建模及刀具轨迹生成等关键技术作了进一步的分析。最后描述了采用逆向工程技术进行国际象棋的棋子——马从模型到成品零件数控加工的实例。     

面向自由曲面零件的在线检测技术研究现状

数控机床在线检测系统是集数控机床、测头及计算机等为一体的高度集成化系统.高精度在线检测是实现柔性制造系统连续可靠工作的重要手段,是保证数控机床加工精度和效率的重要措施.在航空、汽车、模具等现代工业生产中出现了越来越多的自由曲面零件,这对测量系统提出了更高的要求,因而对具有自由曲面的零件进行高精度高效率的检测将是当前的一个重要研究方向.本文主要介绍自由曲面零件的在线检测技术在国内外的研究现状与进展,包括检测系统开发、自由曲面零件的接触式测量及路径规划和误差补偿等3部分,指出了目前在该领域存在的有待于进一步解决的关键问题.     

基于Free-form型锥齿轮机床的齿面制造技术

介绍了一种基于Free-form型机床切齿加工理论的点啮合齿面制造技术。提供了Free-form型机床3轴联动切齿加工基本方程及详细的计算公式。直接以工件齿轮的转角为运动参数,将机床其它各轴的运动表达为工件齿轮转角的函数。阐明了机床运动函数及其它切齿参数的确定方法。     

自由曲面激光仿型测量数据的光顺方法

数字化仿型控制系统已经成为仿型控制系统的发展趋势，而自由曲面几何特性的数字化是实现数字化仿型控制功能的难点和关键问题之一。本文讨论了曲面数字化过程中测量数据光顺问题，在分析了激光仿型测量数据特征和几种常见曲线光顺方法原理的基础上，确定了采用圆率法作为测量数据的光顺方法。文章给出了圆率法的基本原理和目标函数的优化方法，并通过实验验证了该方法是可行的。     

自由曲面数控三坐标投影加工误差及补偿对策

分析了自由曲面三坐标投影法数控加工的步长误差和行距误差。提出了自由曲面三坐标投影加工误差补偿对策。引入控制参数Δz,根据曲面加工精度要求设定限值Δzmax,当Δz>Δzmax时,进行插入刀位处理,以保证曲面加工精度。     

自由曲面反求技术及其CAD/CAM一体化实现

以某鞋楦底面的反求设计为例,应用反求技术建立自由曲面CAD模型,通过UG/Parasolid Binary数据格式与CAM软件进行对接,较好地实现了CAD技术与CAM技术的一体化。该设计技术考虑了产品的外形美观和制造的需求,并能提高设计效率,有效控制误差,是一种新产品开发的有效手段。     

基于小波变换的超声信号自适应消噪方法研究

超声检测中，特定的缺陷回波信号一般都有一定的相关性，因而可利用自适应噪声抵消来增强缺陷回波信号。针对最小均方（LMS）算法自适应噪声抵消的缺点，提出了基于小波变换的自适应噪声抵消方法，通过Matlab软件将该算法应用于超声缺陷信号的仿真处理。结果表明，该算法大大提高了缺陷回波信号的信噪比，且具有较高的缺陷定位精度和纵向分辨率。