凸轮轮廓检测及数控磨削加工中的数据处理算法研究

在凸轮加工过程中,首先要检测凸轮的轮廓线数据,然后再在数控凸轮磨床上加工.但是,由于测头及砂轮与凸轮的接触点不一定在两者的连心线上,因此,测量及加工都会导致凸轮轮廓线的偏差.本文研究了测头及凸轮半径对偏差的影响,给出了根据凸轮升程离散点获取接触点偏移角度的算法,以及用曲线拟合法计算离散点导数的算法,并对凸轮的轮廓数据进行补偿.实验结果表明.该算法能有效消除测头及砂轮半径对轮廓线数据的影响,加工出的凸轮与母轮一致.     

基于Pro/E关系式的凸轮轮廓曲线精确设计

凸轮机构实现推杆预期运动规律依赖于凸轮轮廓曲线,凸轮机构设计的主要任务是凸轮轮廓曲线的精确设计.在高速精密自动机械中凸轮机构凸轮轮廓曲线异常复杂,给凸轮三维精确建模造成了困难,且精度较低的凸轮轮廓曲线不能满足凸轮后续CAM和CAE的要求.凸轮轮廓曲线的设计原理是根据工作所要求的推杆运动规律,导出凸轮转角与推杆位移之间的关系式,用函数关系式捕捉设计意图.根据关系式计算出凸轮轮廓曲线上各点的坐标值,保证生成凸轮轮廓曲线的精确性.按照该理论,提出了2种应用Pro/E三维造型软件精确设计凸轮轮廓曲线的方法.     

我国凸轮机构研究的回顾与展望

概述了自1990年以来我国凸轮机构的研究成果,从六个方面评述了近期发表的有关凸轮机构研究的文献及研究特点,并提出了今后凸轮机构研究的重点方向。我国凸轮机构的研究在理论研究方面已达到国际先进水平。然而,在加工制造及应用研究方面与国际先进国家相比还有不小的差距。     

凸轮机构的通用数学模型

建立了凸轮机构的通用数学模型,给出了凸轮轮廓曲面求解的一般方法,并分三大类导出常用凸轮机的凸轮轮廓曲面求解的通用公式。所推公式涵盖了所有平面凸轮机构及绝大多数空间凸轮机构。     

基于统一数学表达的摆动或直动从动件空间凸轮机构曲面建模研究

采用将直动从动件运动处理为变半径的虚拟摆动方法,建立了直动或摆动从动件空间凸轮机构的统一数学表达式.应用单参数曲面族包络面理论,推导建立了摆动或直动从动件空间凸轮机构凸轮轮廓曲面模型表达式,通过对实例的数值计算和仿真,验证了该方法和模型的正确性.该方法为研究凸轮机构几何特征与运动特征的统一表达提供了一种新的研究思路和方法.     

盘状沟槽凸轮的数控加工

凸轮轮廓的加工质量是影响凸轮机构运行质量的关键因素。文中以木材单板旋切机进给控制凸轮机构的盘状沟槽凸轮的数控加工为例，提出了对盘状沟槽凸轮轮廓的加工要求和改进的工艺措施，介绍了用三坐标测量机测量轮廓的过程以及数控加工过程中所遇到的问题及采取的措施。     

平面凸轮廓线曲率半径的插值求法

对于平面凸轮机构的运动分析可以用高副低代的方法将其转化成平面连杆机构来进行,而高副低代后关键的问题是如何在书籍平面凸轮廓线的基础上求解凸轮的曲率半径.另外,在平面凸轮机构的综合中,一般也要验算凸轮轮廓曲线的曲率半径.本文详细介绍了如何用斯梯林插值公式求解凸轮廓线为等间隔离散点的平面凸轮曲率半径方法,并给出了一个例子加以验证.     

摆直动从动件圆锥凸轮机构统一数学表达研究

提出了一种基于统一表达几何特征和运动特性的凸轮机构研究思路.通过将直动从动件运动虚拟为变半径摆动的方式,建立了从动件直动与摆动的统一数学表达公式.应用单参数曲面族包络面理论,推导出基于统一数学表达的摆直动从动件圆锥凸轮机构凸轮轮廓曲面解析表达式.数值计算验证了模型的正确性,结论可推广应用到其他类型凸轮机构上.     

高速凸轮轮廓的优化设计

介绍了一种利用优化思想进行高速凸轮轮廓设计的新方法。对于从动件运动规律有特殊要求的凸轮轮廓设计用多段高次多项式运动规律进行最优拟合，在保证满足凸轮从动件的特殊运动规律要求下，兼顾凸轮动力学性能要求，实现了凸轮运动学和动力学性能的全面优化。一个纺织凸轮轮廓设计实例详细说明了该优化设计方法。     

基于凸轮轮廓的平行分度凸轮机构运动规律的反求方法

平行分度凸轮机构是轻工机械中最常用的分度机构之一,文中提出了基于平行分度凸轮廓形反求其运动规律的两种方法:基于凸轮机构设计的前向方法和基于廓形的反向方法.前者是在对凸轮有一定了解的基础上,根据运动参数、动力学参数和常用的凸轮曲线设计出凸轮廓形,然后将凸轮设计廓形和测量廓形相比较,不断修改参数,以求得实际的凸轮运动规律.后者是一种以测量廓形为基础,按照分度凸轮机构的运动分析方法,求出凸轮转角和从动盘滚子的函数关系,然后经过适当选择和拼接凸轮起作用的区段得到机构的运动规律.最后比较了两种反求方法的特点,并给出了相应的反求案例.     

任意拉毛机构的设计与应用

拉毛机构是全电脑单针筒棉袜机的核心部件。设计了一种新型的任意拉毛机构,经实际应用证明,该机构不仅具备编织任意拉毛的特性,还拥有高效的半拉毛、全拉毛功能,避免了以往任意拉毛机构编织速度低的缺点,大幅度提高了速度。     

电脑横机花型准备系统的设计初探

介绍电脑横机花型准备系统的设计思想和方法。根据编织和程序管理的需要,采用窗口式指令与菜单式程序制作方式,以工程的方式保存,为开发系统软件提出了新的出路。     

双总线架构圆纬机编织机构控制单元设计

针对圆纬机编织机构形式多样、三角及进纱路数繁多、现有控制电路复杂、驱动线路易相互干扰等问题,采用模块化设计思路,提出了一种基于CAN总线和RS485总线的双总线架构圆纬机编织机构控制单元设计方案。阐述了控制单元硬件的电路设计,重点论述了CAN总线和RS485总线多节点通讯在圆纬机编织机构控制单元的实现和应用层协议制定,并给出了CAN总线和RS485总线接口驱动程序的设计。实时性测试结果表明,双总线数据传输时间与理论值相符合,该控制单元符合圆纬机控制实时性高的要求;同时现场调试结果证明,该控制单元性能稳定可靠,抗干扰能力强,具有较好的扩展性。     

复杂曲面螺旋桨实体模型参数化设计与分析

螺旋桨是一种特殊的复杂曲面零件,根据其结构特点和工艺要求定义参数化变量,推导出螺旋桨叶切面局部坐标系到全局坐标系的坐标转换公式,采用Matlab编程技术解决将不同图谱形式提供的叶切面几何参数应用到三维CAD建模过程的问题,通过Solidworks软件曲面放样、曲面缝合和曲面加厚等命令完成复杂曲面螺旋桨的实体造型,参数化...     

多梳栉经编机成圈运动及其机构分析与设计

在吸收、掌握国外经编机机构设计精髓的基础上,对多梳栉经编机的成圈运动及其机构实现进行了深入研究。首先,介绍了成圈机构、成圈过程及其工作原理,设计出具有停歇功能的斯蒂芬森六杆传动机构,并通过共享一个不同相位角的三拐曲轴,将三个六杆传动机构与3-DOF平面八杆成圈子机构串接,设计出单主轴驱动的3-DOF平面22杆经编成圈主机构,并进行机构运动学分析;然后,根据梳栉上导纱针的排布以及成圈工艺,规划成圈运动轨迹的关键特征点,并用最小二乘法拟合出各运动轨迹的多项式函数;最后,对3-DOF平面22杆经编成圈主机构进行整体建模分析,并运用遗传算法对其进行了基于成圈运动轨迹逼近的机构参数优化设计。     

基于ARM7和uIP的电脑横机以太网接口构建

指出了在网络型触摸式电脑横机控制终端中实现以太网接口的必要性.根据电脑横机的技术要求,选择S3C44BOX作为主控芯片,RTL8019AS作为以太网接口控制芯片,设计了控制终端以太网接口硬件电路.给出了uIP协议栈在S3C44BOX上的移植方案,对数据包的接收模式和数据包的校验进行了改进,增加了实现UDP调用的宏UIP_UDP_APPCALL(),构建了基于S3C44BOX的以太网接口.最后,给出了应用程序中使用uIP协议栈进行TCP、UDP通信的方法.     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。     

基于ARM7和uIP的电脑横机以太网接口构建

指出了在网络型触摸式电脑横机控制终端中实现以太网接口的必要性。根据电脑横机的技术要求,选择S3C44B0X作为主控芯片,RTL8019AS作为以太网接口控制芯片,设计了控制终端以太网接口硬件电路。给出了uIP协议栈在S3C44B0X上的移植方案,对数据包的接收模式和数据包的校验进行了改进,增加了实现UDP调用的宏UIP_UDP_APPCALL（）,构建了基于S3C44B0X的以太网接口。最后,给出了应用程序中使用uIP协议栈进行TCP、UDP通信的方法。     

电脑横机远程在线监控系统的设计

电脑横机远程在线监控系统是基于无线传感器网络平台,实时对横机各个系统线路进行分析与测试,对设备故障和线路故障进行快速准确地定位。论文介绍了方案的整体网络结构,sink节点的搭建与设计以及相关的通信原理。     

基于PLC的高速经编机电子送经控制系统

为了保证经编机在高速情况下的送经量恒定,通过分析传统机械式送经系统存在的缺陷,探讨了现代电子送经系统的优点,采用了欧姆龙CP1H可编程序控制器（PLC）作为核心控制单元,设计了一种基于PLC内置PID控制的电子送经控制系统,实现了高速经编机的稳定送经。在YJKS3型高速经编机上的运行结果表明,该系统稳定可靠、响应速度快、经纱张力恒定,可以有效地提高织物质量和工作效率。