基于特征区域约束的在线检测路径规划

针对飞机结构件在线检测中检测项目多、检测点数量大以及检测路径多干涉的特点,提出基于特征区域约束的在线检测路径规划方法.通过组成特征的几何个体构造约束区域,将零件整体检测路径分为约束区域间路径和约束区域内路径,并分别结合蚁群算法和最近邻法进行规划,最后将两者合并得到在线检测优化路径.基于CATIA V5开发的在线检测数据自动生成系统已在某大型航空企业中得到良好的应用.     

飞机结构件数字化数控工艺技术研究

为实现复杂飞机结构件数控加工工艺的快速编制,在现有典型工艺模板基础上,采用专家系统来辅助完成工艺决策,实现CAD／CAPP／CAM的深度集成。引入了制造特征概念,结合专家系统知识,提出了基于知识融合的数控工艺快速决策方法,开发了基于知识融合的快速工艺决策系统和在线检测系统,形成了飞机结构件数字化产品设计、数控程编、仿真验证以及在线检测的协同工作环境。实践表明,制造特征在专家系统中的应用是实现数控工艺的自动化和智能化的有效途径。     

用于加工中心的在线检测新方法研究

本文提出基于特征的检测路径规划及编程方法，通过建立检测路径数学模型，解决了计算机辅助检测规划的关键问题。开发的系统用于SSK—U60355轴加工中心上，实现了零件的高精度在线检测，大大提高了加工精度和效率。     

基于知识融合的数控加工工艺信息平台研究

结合数控加工工艺信息化系统和在线检测项目的研究开发,以某典型飞机结构件制造过程为例,从其FO、工序说明书、检测工艺文件的自动生成过程到数控加工、检验、生成检测报告,所有的工艺信息全部传递给PDM系统进行管理。通过对整个过程的研究,构建基于知识融合的数控加工工艺信息平台。     

基于激光雷达的飞机外形检测路径规划研究

飞机外形的控制是建立在精确测量的基础上。国内目前飞机外形检测主要依靠卡板等工艺装备,在测量准确度和效率上都无法满足现代飞机测量要求。采用一种利用激光雷达,在CATIA中进行测量路径规划和检测结果仿真,与激光雷达通信完成测量的方法,实现了飞机外形现场自动化测量。为了在保证测量精度的前提下,能够以最短的路径安全而又高效地遍历待测对象的检测区域,研究了自由曲面的测点规划布置的算法原理,在此基础上提出了矩形合并测量路径规划方法,可以有效地指导飞机外形现场数字化测量。运用提出的矩形合并测量路径规划方法,对中机翼段模型进行仿真分析取得了良好的效果,为飞机外形数字化检测提供了有效方法。     

基于MBD的飞机结构件数控加工方法

为解决飞机结构件数控加工工艺决策效率低下的问题,提出基于MBD的飞机结构件工艺设计方法。该方法采用MBD技术,在CATIA环境下对飞机结构件进行标注,通过特征识别技术提取相关加工特征的几何信息和非几何信息并进行刀轨规划,经后置处理导出NC程序并完成加工。     

面向大型三维结构检测的多机器人覆盖路径规划方法

多机器人覆盖检测技术在汽车、航空航天部件等大型三维结构检测中的推广应用，为产品的全型面质量评价与工艺优化提供了依据。然而，受到大型结构件全覆盖视点采样、多机任务分配、路径规划等多重NP-hard问题求解的复杂性限制，多机器人覆盖路径规划的工程应用仍主要依赖经验，缺乏有效的理论依据。为此，针对大型三维结构的覆盖检测问题，提出一种多机器人检测路径规划的新方法。首先，根据待测几何特征分布生成初始冗余视点集合，采用贪心算法实现全覆盖视点的优化采样；在此基础上，构建了面向多机器人视点任务分配与视点次序规划的集成优化模型，并通过将多机器人可达性、视点次序、距离矩阵等多源信息编码，提出基于改进遗传算法的覆盖路径规划问题的求解新方法。最后，通过白车身结构的仿真案例与对比分析，验证所提方法的有效性。结果表明，基于所提方法的工位内检测周期平均下降31.56%,多机检测一致性提升13.13%。     

复合式检测装置在加工中心在线检测中的应用

为了提高加工中心对复杂工件尺寸的检测效率,提出一种新的加工中心在线复合式检测设计方案,该方案着重论述了检测系统结构、工作原理及软件实现方法等内容.首先基于非接触和接触式检测原理,设计了可以集成于加工中心刀库的复合嵌入式检测装置;进而提出复合式检测的判据,在工件加工过程中,针对不同的检测要求选用不同检测方式,既满足了加工件各特征的检测精度要求,又缩短了工件的整体加工检测周期,提高了在线检测效率;最后通过复合式检测数据融合和后处理数据分析,给出工件特征的加工质量分析报告.为了检验该方案的可行性,以步距规为检测对象,根据步距规的使用参数和精度特征,经复合式检测后,生成了二维和三维工件特征的检测结果,证明了该设计方案的合理性,为加工中心在线检测技术提供了一种新的方法.     

基于网格模型的在线检测路径规划

基于网格模型研究在线检测的路径规划问题,提出了路径的检测步骤、半径补偿的方法、测点法矢计算的方法和测点顺序优化的方法等,并且通过计算机编程实现了利用贪心局部优化算法和蚂蚁算法对测点检测顺序的优化,并讨论了这2种算法的优缺点。     

加工过程中尺寸在线检测技术

为了实现加工过程中的尺寸在线检测,提高加工质量。作者以刀具磨损量和其对应的切削时间作为修正理论热变形和系统受力变形的因素,建立了基于人工神经网络的零件尺寸在线检测系统,并且在实际应用中取得了良好的效果。     

基于遗传算法的三坐标测量机测量路径规划方法

针对现有三坐标测量机检测路径规划方法的不足,提出和构建了零件检测特征群数学模型和求解流程,在此基础上,根据检测工作平面、检测测头及检测测针变动次数和检测路径构建优化目标函数,从宏观和微观两个层面分别应用矩阵交叉遗传算法和序列规划遗传算法进行零件检测特征路径的优化求解。最后以Hexagon公司检测零件为例,说明了零件初始检测信息的获取以及算法的优化求解过程。实践证明,该方法快速有效,且具有良好的工程应用价值。     

复杂曲面零件的在线检测路径规划方法研究

在线检测技术可以实现曲面零件特别是大型复杂零件加工精度的快速检测,能避免产生因二次装夹而出现的重定位误差。笔者针对在线检测技术的关键问题——检测路径规划开展研究,提出了基于零件三角网格模型测点法矢方向的检测方法,采用贪心局部优化算法和蚂蚁算法对测点路径进行优化,并对实例零件在取不同测点情况下两种算法的路径优化和测量效率进行了分析和比较。     

受路网和测量约束的变电站巡检机器人路径规划

采用机器人对变电站高压线路测温可以大大提高日常巡检任务的智能化水平,但是巡检过程中存在路网限制和频繁启停能量消耗大等问题,须考虑最优路径与最佳测温停靠地点的相互制约性。为了解决上述问题,基于图论对变电站环境进行建模,通过分析巡检机器人在路网中对目标点测温时相机的位姿约束,建立了以时间消耗最小为目标的路径规划模型。提出了一种基于改进蚁群算法的路径优化方法和基于贪婪思想聚类的巡检停靠点选取方法,通过蚁群算法迭代获得机器人的最优巡检路径、巡检停靠点序列以及各停靠点对应的测温点集。最后,采用仿真案例验证了算法的可行性和鲁棒性,基于巡检机器人的实验结果表明该路径规划模型可用于变电站巡检。     

加工中心在线检测误差补偿技术研究

提出了加工中心在线检测误差通用数学模型,研究了测量系统误差参数辨识方法,实现了基于模型的加工中心在线检测软件误差补偿。对标准试件的检测及补偿结果表明,补偿后加工中心检测精度提高５３．８％以上,加工中心在线检测误差补偿实验结果证明了提出的误差补偿方法的可行性和有效性。     

五轴数控工具磨床虚拟检测及磨削仿真技术的研究

给出了可转位刀片在线测量的数学模型,建立了五轴数控工具磨床虚拟检测及虚拟磨削环境,对可转位刀片磨削前和磨削后的测量过程进行了虚拟仿真。最后以带修光刃正方形刀片为例,借助虚拟检测和磨削仿真技术对其进行生产制造的前期验证工作,检验了自动生成数控加工程序的正确性,同时完成了机床干涉判断。整个研究对测量规划可行性及数控程序可靠性的评估分析有较高的参考意义。     

用触发式测头实现牙掌在线检测

在SSK—U6035五轴加工中心上，利用触发式测头（英国雷尼绍的MP10工件测头）系统和相应的检测自动编程系统实现牙掌在线定位、测量、数据处理、误差校正控制和加工一体化，大大提高了加工中心利用率和工件加工精度，降低了废品率。同时增加了该机床的功能，提高了检测自动化的程度，并且为其他类型的工件检测提供了新的方法。     

复杂曲面零件在线检测与误差补偿方法

复杂曲面零件的高精度加工与精密检测一直是数字化制造领域的研究热点。为提高复杂曲面零件的加工精度、检测精度,提出一种集数控机床在线检测、加工误差分解与补偿加工为一体的集成化方法。介绍集成化在线检测方法及补偿系统的基本原理,分析数控加工后曲面零件测点数据的误差组成,提出一种基于空间统计分析的加工误差分解方法,在建立基于B样条曲面的确定性曲面回归模型的基础上,对回归模型残差进行空间独立性分析,分解出系统误差和随机误差,进而通过数控代码的修改,实现零件加工过程的系统误差补偿。列举一个曲面零件的加工与检测实例,进行方法有效性验证。通过加工工件的在线检测、误差分解、代码修改及补偿加工等环节,实例零件的加工精度有了大幅提高,而该系统的检测精度也通过与三坐标测量机(Coordinate measuring machine, CMM)检验结果的对比,得到了有效验证。     

高压巡线机器人的设计与实现

针对110 kV输电线路具有防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、跳线、转弯等诸多障碍,线路与障碍物的相对位姿和形态不是非常固定的特点,首先设计出了一种全新的巡线机器人的机械结构,并对该结构的各个组成部分进行了详细的说明;然后,对巡线机器人的控制系统进行了设计。本体控制系统采用两级分布式计算机控制结构,规划级用于机器人管理和路径规划,直接控制级用于机器人的姿态和运动控制。实验线路上的运行表明,机器人较好地实现了自主越障,能够完成规定的巡检任务。     

基于改进蚁群算法的巡检机器人避障路径规划方法设计

针对机器人进行避障路径规划时存在收敛速度差、规划路径长、迭代次数多以及规划时间长的问题,提出基于改进蚁群算法的巡检机器人避障路径规划方法。首先使用栅格法划分巡检机器人工作环境,通过对像素矩阵等指标的分析,构建栅格地图模型;基于人工势场法提出蚁群路径规划算法,使蚁群适应子空间的搜索;最后在模型中利用该算法,寻找该模型的最佳路径。实验结果表明,运用该方法进行路径规划时,收敛速度高、规划路径短、迭代次数少以及规划时间短。     

多工序质量检验计划的多目标优化蚁群算法研究

针对常见的串行多工序抽样检验方式，建立了工序间质量水平传递模型和质量检验成本模型，提出基于Pareto解评价的多目标优化蚁群算法；通过定义多目标解与理想解的相对距离为蚁群算法的启发函数，激励蚁群搜索可行解空间并发现最优解集；应用多目标优化蚁群算法解决质量检验计划优化问题取得了较好效果。