RESEARCH ON PARALLEL GRINDING METHOD OF NON-AXISYMMETRIC ASPHERIC LENS

In order to resolve the problems of machining non-axisymmetric aspheric lens, which is short of flexibility in mould grinding and needs high accuracy CNC machine center in globe diamond wheel grinding, a new parallel grinding method that utilizes common arc diamond wheel is put forward. Base on the approach calculation of machining locus, the advantages of parallel grinding that machines non-axisymmetric aspheric lens by 2.5-axis CNC machine center have been obtained. The results of grinding experiment show the new method can meet the need of grinding high accuracy non-axisymmetric aspheric lens.     

非轴对称非球面平行磨削误差补偿技术研究

针对非轴对称非球面的成形加工法柔性不足及球形砂轮加工法对工具和机械的要求太高的缺点,提出采用普通圆弧金刚石砂轮加工的平行磨削法。对于新方法加工中存在的加工误差问题,提出在非轴对称非球面加工中使用带倾角圆弧修整器及对主轴半径和副轴半径误差采用离线补偿的加工技术。通过理论分析和试验表明此方法可达到提高非轴对称非球面的加工精度的效果。     

高精度非球面表面测量技术研究

追求更高制造精度一直是制造业的目标,制造精度的提高不但取决于机床、刀具和数控技术,而且取决于制造系统所采用测试手段所能达到的测量精度。在诸多非球面测量方案中,接触式光栅测量技术能够达到相对较高测量精度并具有广泛的适用范围。针对该技术在两个方面提出进一步的改进:第一,把原子力显微镜和用于位移精密测量全息光栅引入非球面制造系统,取代机械测头,以便对该系统所采用测试手段进行改进,进而提高该系统测量精度:原子力显微镜的工作模式采用轻敲模式。第二,全息光栅是光栅制造的最新发展,它的各种指标参数均优于刻划光栅,全息光栅位移精密测量技术也优于传统光栅位移测量技术;为进一步提高非球面表面测量精度,采用全息光栅取代普通光栅实现位移精密测量是非常必要的。     

磨削过程动态模型的建立及其参数辨识方法的研究

本文在分析前入磨削过程动态模型的基础上,建立了考虑如下因素的动态模型。①将砂轮和工件间的接触阻尼引入磨削过程。②将动态模型的各参数作为磨削状态的函数。③通过分段线性化处理,推导和分析了磨削过程的特征方程。接着,对磨削过程动态模型中机床结构传递函数的求取,砂轮磨损的测量进行了讨论。最后,磨削过程颤振的仿真计算和实验结果较为吻合,从而验证了模型的正确性。     

精密并联机器人控制算法及控制系统研究

首次把数字PID算法应用到面向光纤作业的精密并联机器人控制中,介绍了这种高速、高精度小型并联机构控制系统的新控制算法及系统研究情况。另外控制系统采用了DSP新技术,解决了并联机构运动学逆解的实时在线计算问题,使系统运行更加稳定。试验结果表明这种新算法在小型精密并联机构控制系统中,完全可以满足光纤对接等作业的高技术要求,同时也为同类高精度、大行程小型定位系统的控制与设计提供了一种新的实用方法。     

切点跟踪磨削法运动模型的研究

按磨削点在连杆颈上匀速运动的原则建立了切点跟踪磨削法的运动模型,提出了通过坐标转换把曲轴切点跟踪磨削转换成按普通外圆磨削状态来进行分析的新思路,从运动学的角度分析了切点跟踪磨削法对加工误差的影响,探讨了切点跟踪运动对当量磨削厚度和磨削力的影响及变化规律,给出了数控补偿量的计算公式和修正后的运动模型。     

ELID镜面磨削中砂轮生成氧化膜特性及其作用的研究

研究砂轮电解氧化膜的粘附强度、硬度、致密性、导电性和生成速度等物理特性与砂轮结合剂成分、磨削液成分和电解参数的关系,并分析氧化膜在ＥＬＩＤ磨削中的作用。     

切点跟踪磨削法加工误差分析

采用切点跟踪磨削法磨削曲轴连杆颈时,曲轴回转轴(c轴)与砂轮进给轴(x轴)的联动误差、曲轴在磨削力的作用下沿磨削点法向的弹性位移、砂轮实际半径与砂轮理论计算半径的差值、砂轮中心与曲轴回转中心的安装高度误差、磨削力对曲轴回转中心的力矩随曲轴转角的变化等因素,都会对磨削加工后的连杆颈产生尺寸误差和圆度误差。通过数字仿真和试验,分析了上述因素对加工误差的影响程度及变化规律,并提出了相应的误差补偿模型。     

电磁轴承磨床电主轴控制器的研究

为了解决电磁轴承本身的复杂非线性引起电磁轴承磨床系统中同时实现高刚度和高转速的矛盾,以电磁力为控制输入量,将电磁力计算公式、电磁铁及功率放大器集成为电磁力构件,通过电磁力构件反算电磁铁的励磁电流来确定控制器输出信号。该方法可以将电磁力计算与控制器设计分开考虑,在考虑温度、转速、漏磁及涡流对电磁力的影响以及电磁力与励磁电流、气隙非线性关系基础上,通过电磁力构件建立励磁电流与控制信号的关系,控制器设计则不必再考虑电磁力非线性问题的影响。试验表明,采用电磁力构件的方法设计的H￥控制器能够实现高刚度与高转速两项指标,并能够克服电磁力摄动对系统性能的影响。     

并联机器人奇异位形研究

介绍一种并联机器人奇异位形分析计算的新方法。该方法以动平台瞬时运动为基础,建立奇异位形条件,从而获得简化的奇异位形判别方程式,以６自由度三角平台并联机器人和三支链并联机器人为例对这一问题进行研究。     

逼近磨齿法

本文创造了一种逼近加工法。金刚笔仅作很简单的运动,就能将砂轮修成各种曲线形状。采用最优化方法,在计算机上逼近工作曲线。当把锥面砂轮磨齿机的金刚笔移位后,只作一个直线运动,就可将砂轮修成双曲线,为磨制修形齿轮提供了一种新方法。在成形磨齿时,金刚笔仅作一个旋转运动即可将砂轮修成扁圆曲线,它与渐开线仅差几微米,从而可代替渐开线。此外,还可采用较小基圆产生的渐开线逼进齿轮渐开线,使修整器结构大为简化,从而创造出两种新的渐开线成形砂轮修整器。为高效、经济的大众化磨齿工艺开辟了新前景。     

一种新型并联混合动力系统的性能研究

提出了一种新型并联混合动力系统,其采用PX型单环路系统,可有效规避无级变速器的扭矩和功率容量,通过串联两挡变速器,扩大该PX型单环路系统的调速范围。针对再生制动模式,对PX型单环路系统的功率流可逆性进行了验证。该新型并联混合动力系统采用电动机以实现纯电动驱动和制动能量回收,高速重载时发动机和电动机同时驱动车辆。建立了该动力传动系统的键合图模型,并推导了其状态方程。以Matlab/Simulink为平台建立了整车仿真模型,选取US06驾驶循环的高速公路工况,对该动力传动系统进行了仿真。仿真结果表明:通过模式切换,该并联混合动力系统确保了发动机工作在其高效率区域,车辆实际运行速度能够较好的跟随循环工况,同时,仿真前后电池荷电状态保持在期望范围内。     

砂轮不平衡量最小二乘识别研究

提出一种磨床砂轮不平衡量现场识别的最小二乘新方法,建立起了最小二乘识别通用模型,给出了典型识别公式和识别算法,并进行了现场识别与平衡研究。结果表明该方法能有抑制测量误差的影响,提高识别与平衡精度。     

Stewart并联机构运动失控性研究

为了确定机构在分岔点附近的运动行为,利用同伦法和静态分岔条件,构造了一种能够获得Stewart机构全部构型分支曲线及其分岔点的算法。基于提出的构型分岔分析和最大失控域概念,研究了分岔点附近的机构失控自由度。结果表明,增大输入参数的控制精度可以有效地提高机构在奇异位置附近的运动可控性。     

磨削强化中磨削用量的优化设计

针对磨削强化试验有一定盲目性的现状,深入地探讨磨削过程的磨削用量的优化设计,提出按砂轮地貌优化切削用量的思路。以比磨削能为优化目标,以表面粗糙度和容屑空间为约束条件建立数学模型,得到一个完整的磨削强化的优化模型。以40Cr为研究对象,采用单纯形法或图解法求解,得出一组磨削用量的最佳组合。为正确评价优化用量的磨削强化效果,进行试验验证,取材料在变切深时进行研究。通过测量试验时的磨削力、计算比磨削能和热源强度等从理论角度进行分析;通过测试试件的维氏硬度和观察其金相组织,从试验的角度研究磨削强化的效果。结果表明,优化数据较为合理,磨削强化在其指导下进行试验,可以减少盲目性,提高强化效果。     

阶梯管件的矫直方法研究

针对单弧度弯曲阶梯管件,采用三点过弯压力矫直的修正方式,根据材料弹塑性力学理论,基于双线性强化弹塑性材料本构关系,解析了考虑变截面处应力集中因素的阶梯管件变形过程,推导了矫直行程计算公式.利用有限元软件显示动力学分析的阶梯管件矫直模拟过程以及相应的矫直实验对模型的正确性进行了验证,仿真和实验结果表明,矫直后的阶梯管件具...     

并联机器人机构构型创新设计研究

提出一种并联机器人机构构型创新设计新方法——桁架推演法,该方法包括三个主要步骤：根据具体设计需求选择自由度为0的并联机构桁架,并选择适当的推演规则;在一定的约束条件下对桁架进行推演;对推演结果分析、判断和决策,得到新并联机构构型。最后举例说明了桁架和推演规则等对并联机器人机构构型创新设计具有决定性影响的关键技术问题。     

动态分区并行扫描方法研究

如何制造大型原型零件是目前快速成形技术(RP)研究的热点之一。分层实体制造工艺(LOM)在直接制造大型原型方面具有独特的优势。造型周期长是制造大型原型的困难之一,针对LOM工艺提出了动态分区并行扫描成形的方法。分析和试验结果表明,采用该方法可以有效提高成形效率,是实现直接制造大型原型的可行途径之一。     

基于有限元的裙板锁螺纹联接数值模拟方法研究

针对螺纹联接预紧力的设计方法及与加载扭矩的关系,提出了基于Abaqus软件的强制角位移载荷加载方法。为提高前处理效率,同时考虑螺纹连接处的结构特点,模型单元类型选择适用于接触分析的C3D8R和C3D10M;接触采用常规接触面定义方法,机械约束形式采用对称罚函数法处理;边界条件依据工程中预紧力的获取方式,在螺栓头部建立刚性单元,通过在刚性单元处施加强制角位移定义预紧力,此法较其他方法更简便且符合实际。最后通过采用该方法对裙板锁螺纹联接结构分析,得出预紧力和扭矩的关系,其结果与实验结果误差小于8%,位于理论计算范围内,证明了此方法的有效性。     

列车受电弓振动控制方法研究

针对列车受电弓振动控制方法进行研究。针对二元受电弓模型,建立基于牛顿第二定律的动力学方程。采用磁流变阻尼器对弓网接触力波动进行控制。采用变论域模糊控制器作为控制算法。仿真研究结果表明:随着列车运行速度的提高,弓网接触力波动越明显,研究的受电弓振动控制方法相比传统的模糊控制以及被动控制方法作用下接触力不平均系数明显降低。将磁流变阻尼器安装于上框架与弓头之间工况相比安装于框架底座与下框架之间时,接触力不平均系数有所降低,弓网接触力波动更低。