三维工艺设计中基于加工特征的工序模型生成技术

在机械加工零件三维工艺设计中,需要根据零件的形状、尺寸公差等识别加工特征,按照加工特征进行工艺设计和工艺路线规划,生成从零件毛坯到最终零件的各个工序的实体模型。结合零件的几何拓扑结构和制造工艺信息,建立一套面向机械加工的特征定义和分类体系,在特征识别和三维工艺设计技术的基础上,提出中间工序模型的概念和中间工序模型自动生成的模型恢复方法,根据各个加工特征的工艺方法和工艺参数,按照零件的加工路线自动生成中间工序模型。实例验证结果证明,该方法可为实现基于三维模型的机加工艺设计提供参考。     

加工火炮零件的柔性加工系统

美国陆军华特夫里特兵工厂已向WhiteConsolidated工业公司的加工系统分部定购了一套大型柔性加工系统,用以生产大口径火炮的炮尾零件。这套柔性加工系统将用于生产多种火炮零件,完成目前在单件小批生产条件下在单机上进行的许多工序。与目前的加工方法相比,平均单件加工时间将减少2/3,主轴利用率将平均提高4倍。因为在该系统中将要加工多种零件,所以预料,根据零件不同,生产率可望提高50％—240％。它能够加工的零件种类将很多,包括长方形、圆柱形或棱柱形,其尺寸和重量范围尚未考虑。在该系统中,能对多种型式零件按顺序进行机械加工,也可随机地加工。因为需要在系统外完成某些工序,所以这个特点     

悬挂系统液压油缸机械加工工艺研究

分析了悬挂系统液压油缸机械加工难点,并运用先进制造技术中的多项精密加工技术,有针对性的分别对各难点进行技术攻关、技术实验,从而摸索出多途径的缸体类零件机械加工工艺方案。     

单轴旋转引起加速度计尺寸效应误差分析及补偿

为降低单轴旋转运动引起的加速度计尺寸效应误差,提高单轴旋转惯导系统的精度,通过分析单轴旋转产生的加速度计尺寸误差效应以及由加速度计尺寸效应引起系统速度误差的机理,给出了加速度计尺寸效应误差的补偿方法。理论分析和仿真结果表明,加速度计尺寸效应误差不会引起定位误差的发散,但会增加无阻尼系统速度误差的振荡幅值,在水平阻尼状态下,会产生动态误差,引起更大的速度误差;通过补偿加速度计的尺寸效应误差,可以提高系统在旋转过程中的工作精度。     

引信零件加工误差动态预测模型的理论研究

分析了引信零件工误差的统计规律，依据随机过程动态数据的统计分析，建立了引信零件加工误差的动态预测模型。并对预测误差进行了分析，利用模拟数据对模型进行了检验，并取得了较好的效果。     

基于知识库的CAPP系统

基于知识库的交互式CAPP系统采用框架 规则知识表示法,增加了加工内容和相关知识.用规则消解工艺冲突,用框架知识描述零件特征、几何尺寸和工艺信息等.并以阶梯轴零件框架为例,用交互式知识搜索合适的加工方法,通过工艺员添加、删除、移动等操作,CAPP系统进行规则推理,自动生成工艺路线.     

装甲车辆战损零件维修参数化数控编程方法

为了在战场环境下实现对装甲车辆战损零件进行快速维修加工,提出一种快速参数化数控编程技术。通过基于典型加工工艺分析设计各功能模块,确定了参数化数控编程模块各子功能模块以及结构关系,利用MicrosoftVC++编写参数化数控编程模块的动态链接库文件,并嵌入到华中数控的HNC-21系统中,进而快速生成NC代码。验证加工实验表明:通过该方法可快速生成准确的NC代码,进而获得尺寸合格的零件。该方法可满足对战损零件再制造后的尺寸余量进行加工直到合格尺寸的目的,从而实现战损零件的快速维修加工。     

飞机整体结构件加工变形的初始残余应力-初始几何误差耦合影响与控制

随着高速铣削中材料的去除，毛坯初始残余应力的释放必将引起飞机整体结构件的加工变形。分析具有初始几何误差的毛坯初始残余应力释放造成的加工变形是控制加工质量的核心，对于实现加工过程的精密化至关重要。建立加工变形的力学模型及其相应的有限元方法，揭示毛坯初始几何误差对零件变形的影响规律。以最小变形为目标建立加工位置的优化模型，根据相邻两个加工位置的增量不超出阈值这一条件，提出优化模型的步长递减算法。计算结果表明：无论变形趋势还是幅值，三框整体结构件加工变形的模型计算值、有限元仿真值与试验结果均非常吻合；毛坯有初始几何误差与无初始几何误差两种情况下，三框整体结构件的最佳加工位置分别为22.754 3 mm和23.265 mm，相应的零件变形值分别为-0.006 mm和-0.007 mm；毛坯无初始几何误差时，零件在位置22.754 3 mm处的变形为0.043 mm；毛坯有初始几何误差时，零件在位置23.265 mm处的变形则为-0.144 mm；所得结果进一步验证了毛坯初始几何误差对零件变形具有极大影响。     

具有微小角度零件的加工及检验方法

针对某大型空间红外相机装调过程中某反射镜调整垫需具有微小角度的需求,提出一套 采用光学加工技术进行加工和检测的方法。增加6块反射镜参与加工和检测,分别检测被加工零件的4个特征点高度、零件受加工面的初始角度和零件背面。使用干涉仪对6块反射镜进行检验,获得的干涉条纹可计算出零件受加工面与初始面的夹角,推算出零件高点与低点的高度差,指导进一步加工的加工量和加工角度。通过零件受加工面与反映零件背面反射镜面之间干涉条纹的差别,计算二者所成角度的数值。在80 mm宽的调整垫上,加工所得顶面与底面最终形成0.21″的夹角,调整垫上边缘和下边缘高度差为0.100λ(λ为可见光波长,λ=632.8 nm),即63.28 nm,处于误差范围内。将调整垫装入系统,经过力学试验和热光学试验,仍满足设计要求。结果表明：对于尺寸不大的机械零件,采用光学加工方法获得所需微小角度的平面是可行的;使用干涉仪对辅助反射镜表面进行干涉检测,并推算零件表面的加工量是能够指导加工进行的;通过辅助反射镜的干涉图计算被加工零件的表面高度差能够满足光学系统装调的需要。     

基于固结磨料成型的非球面光学磨具研究

针对目前非球面光学零件加工的难题,提出一种基于固结磨料成型磨具的抛物面研磨加工新方法。采用环带模型经典分析法和磨具保形磨损理论设计基块排布的方式进行结构设计,通过多目标驱动优化沟槽尺寸,对直径为50 mm,近似球半径为550 mm的k9玻璃进行研磨加工,工件廓形曲线与理论曲线最大误差为0.082 2 mm,最小误差为0.001 1 mm,工件面型精度较高,能满足中等精度的非球面零件的研磨加工要求。通过研磨试验验证了该方法研磨非球面零件的可行性。     

基于盲源信号分离的加工误差分离方法研究

针对当前加工误差分离方法无法分离相近尺度系统误差的缺点,提出了一种基于独立成分分析的加工误差分离方法。建立了各误差源所导致的系统误差和总的系统误差之间的传递模型;根据盲源信号分离相关理论,建立了基于负熵固定点算法的加工误差分离模型,实现了相近尺度的系统加工误差分离,并利用主成分分析法给出了误差源数量确定的方法。以某陀螺仪的某加工面加工误差分离为例对所提出的方法进行了验证,结果表明所提出的误差分离方法可有效实现相近尺度的加工误差分离。针对当前加工误差分离方法无法分离相近尺度系统误差的缺点,提出了一种基于独立成分分析的加工误差分离方法。建立了各误差源所导致的系统误差和总的系统误差之间的传递模型;根据盲源信号分离相关理论,建立了基于负熵固定点算法的加工误差分离模型,实现了相近尺度的系统加工误差分离,并利用主成分分析法给出了误差源数量确定的方法。以某陀螺仪的某加工面加工误差分离为例对所提出的方法进行了验证,结果表明所提出的误差分离方法可有效实现相近尺度的加工误差分离。     

基于新息自适应滤波的惯性测量单元误差在线标定方法研究

考虑到空天飞行器飞行环境和运动特性下导航传感器误差的噪声统计特性不可能完全精确已知,若使用常规卡尔曼滤波进行在线标定,将会导致滤波精度下降甚至发散。设计一种基于新息自适应滤波方法的惯性测量单元(IMU)误差在线标定方案和算法,克服常规卡尔曼滤波需预先知道噪声统计特性的不足,设计包含IMU安装误差、刻度因子误差和随机常值误差在内的27维高阶状态变量的误差标定模型,分析提出可同时对系统噪声和量测噪声协方差矩阵进行动态调整的新息自适应滤波在线标定算法。仿真验证实验表明,相较于采用常规卡尔曼滤波以及Salychev O自适应滤波算法进行在线标定,所设计的新息自适应滤波在线标定方法能更有效实现对IMU误差的动态标定及补偿,进一步提高了惯性导航系统精度。实物验证实验表明,该方法可有效标定IMU误差残差,提高导航精度,为工程应用带来较大便利。     

三轴立式加工中心几何误差补偿方法的研究

为了提高机床加工精度,采用误差补偿法对三轴立式加工中心几何误差补偿问题进行了研究。基于分层递阶补偿思路,分析了机床自身结构的特点并利用西门子840D商用数控系统提供的几何误差补偿模块,将机床系统的几何误差分为可补偿误差和不可补偿误差两部分,依据可补偿误差建立误差补偿模型,实现了补偿。在三轴立式加工中心0540D上进行过了实际加工验证,结果表明,数控机床的运动精度得到了提高。     

单轴旋转捷联惯性导航系统加速度计尺寸误差标定方法

加速度计尺寸误差在载体角运动情况下,会造成捷联惯性导航系统导航解算误差,这在单轴旋转捷联惯性导航系统中尤为显著。为提高导航精度,提出一种新的加速度计尺寸误差标定方法。通过分析单轴旋转调制下尺寸误差的作用机理,建立导航误差与尺寸误差的数学模型;为进一步提高标定效果,引入加速度计等效误差作为扩展观测量,利用可观测性分析方法设计具体的标定路径,通过滤波获取尺寸误差参数。仿真和实验结果表明,相比仅以速度误差为观测量的方法,该方法可以实现对加速度计尺寸误差的更高精度快速标定,导航速度解算误差可降低约50%.     

射程的系统误差对检验统计量的干扰分析

为了分析射程检验理论中存在的缺陷,根据系统误差与射程真值的关系,推导了系统误差在检验统计量中的传递方式,得到了检验统计量中存在的系统误差的干扰项,建立了包含误差干扰的统计量计算式。计算结果表明,样本量越大则系统误差干扰越大,增大样本量能引起检验结论变为拒绝原假设。在计算多种样本量、多种系统误差幅度的抽样结果的检验统计量值的基础上进行对比分析,结果表明:样本量越大则系统误差产生的干扰越强; 假设检验仅能在样本量较小的时候谨慎应用,并且在应用中必须关注系统误差的幅度及其产生的干扰的强度。     

小波分析在雷达绝对精度分析中的应用

文中采用首次提出小波分析中的多层分解与重构技术,利用雷达系统误差与随机误差的频率特性,分离得到雷达的系统误差与随机误差。分析结果表明,这种方法可以有效地用于雷达绝对精度分析。     

关节齿隙对空间机械臂末端定位精度的影响

研究齿隙存在情况下机械臂末端定位误差达到要求精度的概率。分析了现有齿隙模型的优点和缺点,对其中的死区模型进行改进,提出齿隙的随机变量模型。将此模型作为3关节机械臂的关节误差,导出机械臂末端定位误差的随机模型,并利用Taylor公式对模型作了近似处理,得到以关节误差的二次函数表示的简化模型,并在关节空间中讨论了末端定位误差的最大值和最小值问题。分4种情形给出定位误差达到要求精度的概率,为多阶段任务系统的路径规划和任务优化提供了依据。     

应用分块三次多项式的导引头测角精度标定

为减小和消除零件机械加工、装调及传感器误差等对某激光捷联导引头测角精度的影响,提出应用分块三次多项式的导引头测角误差标定方法。根据各项系统误差特点,同时考虑实验过程中随机误差对标定的影响,采用分块三次多项式分别建立探测器输出俯仰角、偏航角到实际指向矢量俯仰角、偏航角的映射关系,实现了测角误差标定。研究结果表明：标定后俯仰角和偏航角误差均值分别由原来的0.136 0°、0.336 4°降至0.004 7°、0.001 5°,标准差也分别由原来的0.382 0°、 0.375 2°降至0.026 9°、0.022 7°;该标定方法在导引头工作视场内具有较高的精度和良好的一致性,且避免了构造复杂的数学模型进行参数识别,简便易行,可推广至类似系统的误差标定工作中。     

基于DH 法的数控伺服平台定位误差补偿策略

针对某型号固体材料推进剂生产过程中出现的加工误差和安装误差问题,提出一种定位位置误差补偿策 略。利用机器人领域常用的DH 法对其进行运动学建模,将建模参数误差看作随着驱动指令变化的变量,以三坐标 测量仪为测量工具,对直线轴和旋转轴实际的轴线方程进行辨识,重新建立各杆件实际坐标系的状态矩阵,拟合出 实际齐次坐标变换矩阵各元素误差与给定驱动指令的关系曲线,并对理想齐次坐标变换矩阵进行补偿。仿真结果表 明：补偿后定位位置误差能下降约40%,验证了方法的有效性。