磁流变抛光回转对称非球面工件精确自定位

为解决磁流变抛光中回转对称非球面工件的高效率精确自定位问题,提出了基于迭代最近点的改进两级定位方法。根据磁流变抛光特性和恒浸深控制要求,确定了磁流变抛光工件非调平自定位原理。针对经典迭代最近点算法应用于回转对称非球面工件定位存在解不唯一及计算效率低的问题,构建初始迭代矩阵实现了位姿唯一的指定性匹配,并提出了空间垂直映射方法,减小匹配点云的规模,提高了计算效率。以此为基础,提出了改进后的两级迭代最近点精确定位方法。最后,以Φ100 mm凹形抛物面熔石英工件为对象进行了抛光实验。实验结果表明:改进两级精确定位方法满足磁流变抛光的定位要求,定位精度在多次实验中均优于9μm,平均定位时间为7.3 min,在保证定位精度的同时提高了工件的定位效率。     

基于环形磁场励磁的多工位磁流变抛光方法

提出一种基于环形磁场励磁的商用磁流变抛光方法,可满足工业化大批量生产需求。通过设计环形磁场的电磁铁,进行三维有限元仿真分析,配合既公转、自转又摇摆的多工位抛光头,搭建环形磁场磁流变抛光装置。利用该平台分别对表面粗糙度为0. 2μm的铝合金和不锈钢手表框曲面进行磁流变抛光试验,结果表明该方法可以同时对多个工件的曲面进行抛光,抛光后两者的表面粗糙度分别提高到0. 05μm和0. 025μm,从而验证该加工方法进行精密抛光的可行性。     

基于磁流变抛光技术的实验装置研究

在介绍了磁流变抛光的基本原理的基础上,对磁流变抛光的实验装置进行了分类设计,从工件与抛光盘的相对位置和磁流变液的注入形式考虑,分别通过平置式、倒置式和正置式,使抛光装置与不同机床进行整合,实现了模块化设计理念.同时对不同的整合方案进行了比较,得出合理的设计方案.     

基于空间定位系统的重工工件定位方法

针对目前重工行业小型结构件的定位还在使用传统的机械式样板定位的方法已经很难满足生产和市场的需求,开展了基于空间定位系统的重工工件定位方法研究。使用最新的空间定位系统,激光集成视觉识别零件的几何特征,在3D空间中激光投影准确定位工件,能够极大地缩短操作工时,降低工作强度,提高工件定位精度。该方法对不同的工件产品有极高的兼容性。     

大直径工件的抛光

这里介绍的是一种制做简便、用于抛光大直径工件的附具。取一块2in厚、长宽均为12in的方形木板(木板尺寸可根据加工情况任意选取)作为模板,在模板的一端用带锯加工出一个与工件直径尺寸相适应的平圆弧;在板的另一端锯出一长方槽,槽的大小以能使车刀刀架尾部套入为准。这样刀架即可将整个模板托起。为了增加     

基于永磁体的抗磁性材料磁流变抛光装置研究

针对现有磁流变抛光技术的加工精度难以提高,加工过程中抛光热不容易控制等问题,对磁流变抛光工艺,以及抗磁性材料工件在抛光过程中的工作间隙的磁通量密度进行了研究。对永磁体抛光刀具刀尖表面模型,以及铜合金工件表面之间的关系和模型进行了归纳,提出了一种基于永磁体的抗磁性材料磁流变抛光方法;利用Maxwell对抛光装置工作间隙磁通密度进行了仿真,并进行了相关试验。研究结果表明:基于磁流变抛光液,利用永磁体组成的抛光刀具对抗磁性材料工件进行加工,工件表面质量有了明显提高,实现了纳米级别的加工精度。     

基于单目立体视觉的顶层工件定位方法

设计并实现了一种基于工件模型的单目立体视觉方法,可以获得立体工件堆中顶层工件的空间分布。将立体工件的识别转化为对工件特征面体的识别,通过识别定位特征面体定位工件位姿,依据特征面体对工件的代表性和空间工件位姿聚集度评价识别工件真实性,设置选择阈值,从而得到顶层工件分布。为描述特征面体对工件代表性,以特征面体与立体工件在图像平面投影的可见轮廓线之比和特征面体识别可靠性来进行评价。同时,利用同一工件可能会由多个特征面体识别得到的特点,提出了一种以空间范围内相似位姿工件数量和姿态重合度来评价空间工件位姿聚集程度的模型。     

基于双目视觉的工件空间定位方法研究

本文基于双目视觉原理,设计实现了一种对特定工件空间定位方法。首先对双目视觉系统进行标定,根据标定结果进行图像矫正,使用基于区域的立体匹配算法求取视差图,结合特征点对应视差值和标定结果对图像进行三维重构,获得工件表面的高度位置信息;根据工件特征,通过拟合获得的工件一组同轴圆的圆心三维坐标,确定工件在摄像机坐标系下的位置和姿态,实现工件的空间定位。     

精密磁流变抛光机床的研制

应用磁流变抛光技术获得的表面,不仅具有较好的表面粗糙度和边缘几何形状,而且抛光面没有亚表面破坏层,并且由抛光引起的表面残余应力极小.研制了数控磁流变抛光机床,并对光学玻璃、微晶玻璃等材料进行了加工试验.     

磁流变抛光的材料去除数学模型

对磁流变抛光液在抛光区域的固态核分布进行了理论分析。在这基础上,以Preston方程为根据,即被加工工件表面材料去除率与压力参数p成正比的关系,该压力由磁化压力和流体动压力组成,建立磁流变抛光的材料去除数学模型。在自研的试验装置上利用磁流变抛光方法加工BK7平面镜工件,验证了数学模型的合理性。     

磁流变抛光工艺参数的研究

磁流变抛光是一种新型的光学零件加工方法,它不仅可以精确控制抛光后光学零件的面型,还能得到较高的表面质量和较高的加工效率。本文在介绍磁流变抛光基本原理的基础上,重点分析了磁流变液与工件相对速度对磁流变抛光最终效果的影响规律,在一定速度大小范围内,随着相对速度的提高,抛光加工的效率也会随之提高,光学零件的表面粗糙度会随之降低,并且还提出在抛光过程中保持相对速度一致的必要性和保持相对速度一致的方法,通过实验验证了该方法的正确性。     

自由曲面磁流变抛光最佳压力场获取方法

针对自由曲面光学元件面形较复杂的特点,文中提出了一种磁流变抛光最佳的压力场获取方法.首先通过对磁流变抛光自由曲面光学元件抛光区域的压力场进行分析,得到压力场影响因素;其次,结合压力场影响因素,基于几何相贯理论建立压力场量化形态学评价方法;然后,基于自由曲面的几何模型,将该方法分别用于平面、不同曲率的球面和自由曲面,进行...     

车削方形工件的结构原理研究

加工方形工件常采用锻压、冲裁、铣削加工方法,这些传统的锻压、冲裁由于结构原因有时无法实现,而铣削又生产效率低.文中拟定了一种新的方案--车削多边形.加工时工件以一定的转速和刀具同向旋转,利用车刀与工件的相对运动加工多边形工件,设备结构简单,生产效率高,能加工不同边数的多边形.     

虚拟加工的磁流变抛光面形预测

为了精确高效地预测磁流变抛光面形误差,提出一种基于虚拟加工的预测算法。针对实际抛光的特点,建立磁流变抛光面形预测的理论模型,提出面形预测质量的评价方法,并结合工程实际阐述该算法的实现方法。通过修正去除函数、重定义驻留时间和优化Preston系数等方法,得到与实际加工一致性较好的预测结果。实验表明,该方法有较高的精度、计算效率和稳定性。     

光学镜面磁流变抛光的后置处理

分析了自行研制的磁流变抛光机床KDMRF-1000的拓扑结构以及坐标变换关系,对其进行了运动求解,建立了光学镜面的磁流变抛光后置处理算法模型。针对机床四轴联动的特点,对建立的磁流变抛光后置处理模型进行了近似处理。以球面镜的后置处理为例,推导了具有普适性的以光栅扫描方式加工光学镜面的后置处理算法,同时分析了这种近似处理引入的误差,仿真了其对不同口径和不同相对口径球面镜的影响,得到了这种近似处理算法对球面镜的加工范围。最后,对一块口径为200mm,相对口径为1∶1.6的K9材料球面镜进行了磁流变抛光实验,在不考虑边缘效应的情况下其面形误差的PV值和RMS值分别达到了65nm和9nm以下,有效地验证了后置处理算法模型的准确性以及四轴联动近似处理的可行性。该算法对各类形状和大小的光学镜面加工均有参考意义。     

基于Pumplinx软件的磁流变抛光用离心泵泵送特性仿真

磁流变抛光技术是一种先进的光学制造技术,正在向超硬、超软等难加工材料抛光应用方面拓展。现有磁流变抛光机床循环系统中的离心泵存在泵送效率和稳定性低等问题,不能适应宽范围抛光液的高性能循环要求。为了分析磁流变抛光用离心泵的泵送特性,提出了一种利用Pumplinx软件对磁流变抛光机床中的离心泵泵送特性进行数值仿真的研究方法。仿真结果与实验结果对比表明:泵送效率的最大误差为13.4%,而泵送流量稳定性的最大误差为17.4%。证明了基于Pumplinx软件研究磁流变抛光用离心泵泵送特性的方法具有一定的可行性,为离心泵优化提供了良好的技术支持。     

基于Meta-face Learning的工件定位算法

提出了一种包含自由曲面特征的工件定位的Meta-face Learning(MFL)算法。利用基于字典学习的图像稀疏表示方法,在交替迭代优化的基础上,通过逐次修正Euclidean变换矩阵的列向量更新测量点到名义工件模型的位姿变换,确定工件坐标系相对于测量坐标系的位姿。设计了两个自由曲面验证了本文算法,并通过与现有算法的比较说明了其具有较高的计算效率和定位精度。     

基于灰色系统理论的磁流变抛光工艺参数优化研究

合理的磁流变抛光工艺参数对于提高抛光效率和改善光学工件的表面质量具有关键性的作用。在自行研制的抛光装置基础上,利用正交实验法进行了几个关键工艺参数对单项工艺指标的影响实验,分析了其影响规律。在此基础上利用灰色关联分析的理论解决了磁流变抛光多工艺指标下的工艺参数优化问题,得到了优化的组合方案,并进行了试验验证。     

基于视觉与激光结合的堆叠工件定位方法研究

目标的快速精准定位是实现基于视觉的机械手在复杂工况下对工件进行自动抓取的关键技术,基于单目视觉与激光传感技术,提出一种采用Ada Boost算法配合多激光传感技术实现对堆叠工件快速精确定位的方法。该方法采用基于局部二值模式特征的Ada Boost算法结合多尺度策略对视觉获取的RGB图片进行检测,获取工件水平位置信息;结合主动跟踪激光传感系统,获取堆叠工件表面的法向量,确定工件的空间位姿。搭建了硬件实验平台,在此实验平台上开发了一套视觉与激光结合的堆叠工件定位抓取系统,并以非标零件为实验对象,在堆叠情况下进行多组实验,在模拟车间自然光照环境下,工件的识别率为96.4%,平均耗时为18 ms,工件定位的平均坐标偏差为1.17 mm,法向量平均偏差为1.39°,机器人抓取率为98.2%。实验结果表明:该方法定位准确、速度快,在自动化生产线上具有可行性。     

装夹方形工件的三爪卡盘附具

方形工件在加工中常常遇到。用四爪卡盘装夹校调费时,生产效率低。若使用V形体虎钳定心夹紧机构,附具复杂,制作困难。本文介绍的装夹方形工件的三爪卡盘附具,具有定心作用、使用方便、结构极为简单、制作容易。经生产实践证明,这种方法可行,解决了三爪卡盘装夹方形工件也能定心的问题。工作原理:三爪卡盘的三个卡头是用平面螺纹传动,使得它们同时张合。如果按顺序装入卡头的时候,卡头3在平面螺纹多转一圈或几圈之后才装入,那末卡头3到卡盘中心的距离就会比卡头1、2多一个螺距或几个螺