利用寻位信息的自由曲面在线测量路径规划方法

自由曲面的高速、高精度、扫描测量是曲面在线检测需要解决的首要问题.为此,提出一种基于寻位信息的测量路径规划方法,使得在满足精度要求的前提下,实现测点优化分布;在此基础上,将自适应控制理论应用在测头自动跟踪控制中,以便测头能够跟随曲面的变化自动调整其位置,完成自由曲面的高速、高精度、扫描测量,理论分析与仿真实验结果表明,所提出的测量方法可行,为曲面的精密测量开辟了一条新的有效途径.     

曲面形工件的双探头超声寻位检测方法

针对难以一次定位的曲面形工件的超声检测，提出了一种双探头超声寻位检测方法。对涉及的一些问题给出了可行的解决办法。开发了相应的检测软件，并进行了仿真实验。理论分析与仿真结果表明，该方法是切实可行的。     

解析表面零件的寻位算法

阐述解析表面零件的寻位加工问题的一种新寻位方法。该方法根据传感装置获取的工件特征信息建立零件表面方程 ,然后以递阶方式快速求取旋转变换矩阵和平移变换矩阵 ,最后通过集成求解出工件的实际状态 ,并据此实现对工件的位姿自适应加工。实际加工结果表明 ,所提出的方法具有良好效果。     

基于坐标测量机的自由曲面检测采样策略

为了实现自由曲面快速精确的检测和评定,研究了检测过程涉及的采样策略。提出采用随机Hamersley采样、简单随机采样和列系统采样3种方法设置自由曲面上的测量点。采用拟粒子群算法优化变换参数,实现被测曲面与设计曲面之间的定位,采用曲面细分法搜索设计模型上与被测点距离最近点以计算自由曲面轮廓度误差。为了对基于坐标测量机(CMM)在不同采样策略下的检测结果进行比较,采用非均匀有理B样条生成零件设计模型,选择相同的加工工艺在不同的加工中心加工多个零件得到粗糙度不同的自由曲面。最后,使用CMM在所设计的采样策略下实测零件,用提出的方法计算零件的轮廓度误差,并与CMM内置软件的计算结果进行比较。实验结果显示:选择随机Hammersley采样法和中等采样点数的采样策略检测效果最佳,不仅测量精度高,而且耗时少、成本低。应用提出的方法计算自由曲面轮廓度误差时,其精度比由CMM内置软件计算结果高10%~22%,表明提出的方法适用于自由曲面零件轮廓度误差的快速精确检测与评定。     

叶片零件的逆向建模与偏差对比分析

通过对叶片自由曲面逆向建模特点与特征建模方法的研究,结合逆向设计软件Geomagic Design X,提出一种以特征点云提取曲面特征截面线的逆向建模方法。详细介绍了如何利用面片草图功能提取特征截面线,并利用提取的截面线实现零件的逆向建模。最后对所建模型进行了偏差对比分析,结果表明:该建模方法有效可行,可提高曲面的建模精度与光顺度,为复杂曲面类零件的逆向设计提供了一种新的建模方法。     

航空叶片加工过程在线检测方法研究

航空叶片零件是航空发动机的核心零部件之一,叶片为弯扭曲自由曲面结构、材料难加工、刚性差,加工精度难以保证,如何实现航空叶片的高效、高精度检测是制约在线检测技术应用的难点之一。根据航空叶片自由曲面特征,提出了基于曲率的叶片曲面测点自适应分布方法,通过构造双三次B样条曲面计算测点处叶片曲面的法向矢量,并基于曲面法矢对在线检测路径进行了优化,最终通过某型号航空叶片在线检测试验验证所提方法的可行性和有效性。     

基于精度检测的自由曲面定位方法研究

针对自由曲面零件检测过程中难以准确定位的问题，提出了具有标准CAD模型的被测曲面。先提取曲面边缘，二值化后利用边缘图形的质心和最小惯性主轴对齐待测曲面和CAD模型。进行质量检测，并给出了质心的算法。     

基于动态精度评估机制的自适应定位方法

高精度复杂工件的几何精度评估使得复杂曲面定位研究日益迫切.区域制造精度存在差异的复杂工件定位困难,易导致精度评估时作出错误判断.考虑区域精度对定位结果的定量影响,提出一种自适应定位算法,在定位过程中嵌入动态精度评估机制,根据区域预估精度自适应地获取该曲面片在定位中的影响,从而逐步逼近区域精度.利用加权信息阵进行定位约束分析,揭示这种自适应迭代定位策略的作用机理.通过仿真和实测实验,验证了算法的有效性、实用性和优势.所提算法不但可以灵活控制复杂曲面的定位位姿,使结果更加符合精度评估需求,而且求解效率高,对提高复杂曲面定位精度和效率均具有重要意义.     

无夹具制造中工件寻位的一种新方法

本文对无夹具制造中的工件寻位问题进行了理论分析，找出了问题的难点，提出了可行的解决办法。在此基础上建立了工件寻位的线性化数学模型，研究出了求Ｔ矩阵的快速迭代算法，开发了工件寻位软件并进行了实验验证。理论分析与实验结果表明，本文提出的方法可行，为无夹具制造系统的实现奠定了必要的理论与技术基础。     

自由曲面的非等参数超声检测轨迹生成算法

针对复杂曲面工件内部缺陷的超声检测，提出了一种新的近似等弧长超声检测轨迹生成算法。该方法采用近似等弧长方法对参数重新进行参数化，使生成的扫查点间距分布更合理，与等参数的复杂曲面超声检测轨迹生成法相比，在满足扫查要求的前提下，检测点数明显减少，从而可生成更有效的检测轨迹。仿真实验表明，所提出的方法是有效、可行的，运用该方法可提高工件的检测效率和检测系统的利用率。     

空间曲面电火花线切割CAD/CAM系统

为解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,实现大锥度空间复杂曲面零件的加工,以空间曲面数学模型和数控模型为基础,开发了一种计算机辅助设计/计算机辅助制造(Computer aided design/computer aided manufacturing,CAD/CAM)系统.其硬件系统以研制的数控转摆摆工作台为核心装置,并与现有高速走丝电火花线切割机床结合,组成空间曲面线切割加工系统.其软件系统可以根据上下导线的参数方程进行分析计算,建立空间曲面的三维模型,自动生成NC加工代码,进行加工仿真和空间曲面零件的加工.利用本系统进行典型空间复杂曲面零件的加工试验,结果表明加工结果与仿真结果基本相似.此外,还分析数控模型以及回摆间隙角对加工误差的影响.这些工作为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题打下基础.     

反求工程自由曲面测量规划及重建技术的研究

反求工程中曲面的测量应遵循采样点密度随曲面曲率变化而疏密不断变化原则,并应根据离散采样点的分布确定自由曲面的重建工作。基于曲面Z向细化分层的测量技术和NURBS曲面方程拟合重建,能有效获取原曲面特征的最少测量点,并进行曲线数学重建,最终获得准确反映表面特征的NURBS曲面方程。     

大曲面检测系统的研究

大曲面检测系统是以电子经纬仪交会测量原理为基础的。介绍了检测系统的组成和检测系统的建立。实验表明这种方法解决了对架设状态下大曲面的检测问题 ,检测精度可达亚毫米级。这种检测方法对于曲面的制造具有很大的应用价值。     

内螺旋油槽薄壁套筒的数控车削

论述薄壁套筒类零件的加工,通过探讨薄壁零件在数控车床加工中存在的易变形、零件尺寸及表面粗糙度不易保证等技术问题,对加工难点进行分析,确定了工艺路线和加工方案,完善了夹具设计、加工程序编制、切削参数的确定、工件的装夹、螺旋槽车刀的制造等几个方面,从而有效解决了薄壁类零件的车削加工难题。     

加工中心在线测量系统在自由曲面COPY加工中的应用研究

在没有三坐标测量机等不具备逆向设计条件的情况下,通过编制用户宏指令对在线测量系统进行控制,收集和处理模型曲面测量数据,则可以实现类似三坐标测量机自动扫描曲面测量和实现仿形加工的功能.阐述了COPY加工的原理、程序的编制方法、加工误差分析及为保证加工精度应采取的措施.     

基于自适应采样的曲面加工误差 在机测量方法

基于模具在机测量的自适应采样结果,提出一种新的获取自由曲面加工误差的方法。该方法首先基于自适应采样获取加工曲面上少量测点的坐标数据,利用NURBS曲面重构来拟合加工曲面;然后基于广义牛顿法计算重构的实际曲面和理论曲面的法向距离,获得自由曲面的加工误差,并对实验加工的模具模型曲面的轮廓度误差进行分析。实验结果表明,基于自适应采样的加工曲面重构方法能够在机测量且有效地获得自由曲面加工误差。     

非接触曲面形状测量技术

详细描述了大型曲面的非接触测量原理,分析了测量过程中所遇到的计算机控制硬、软件问题,给出了测量实例及结果。     

基于加权有向图的零件聚类模型研究

为解决e-制造单元规划及逻辑重构问题,对产品族零件的聚类问题进行研究。在深人分析产品族零件生产中所涉及的工序序列、生产准备时间、内部运输成本率等要素的基础上,提出了一种基于加权有向图的工艺描述数学模型,并以工艺合并后零件加工成本变化最小为标准,提出了一种基于关联矩阵二阶合并方法的零件相似距离模型,进而设计出相应的蚁群算法模型。最后,利用Java技术开发了一套软件系统,通过一个实例分析,验证了上述模型和算法的合理性和有效性。