大型复杂曲面加工工件定位问题研究

通过建立大型复杂曲面零件定位问题的数学模型，应用遗传算法寻优求解，优化后的毛坯定位姿态保证毛坯各点具有均匀的加工余量，从而实现精确定位。实际运用表明，本方法使复杂曲面类零件定位问题得到了有效解决，具有实用性。     

基于遗传算法的工件位姿求取研究

针对智能寻位加工技术中的工件位姿求取问题,采用遗传算法予以解决,有效地消除了图象中存在的问题畸变、平移、尺寸、旋转变换及其它非相关的干扰。实验表明,基于遗传算法进行工件的识别及位姿求取具有快速、有效、可靠的优势,为智能寻位加工技术走向实用打下坚实的基础。     

NURBS曲线的数控加工编程预处理

提出了一种利用最小二乘法对NURBS曲线进行分段圆弧逼近的数控编程方法,它基于NURBS曲线的矩阵表示,在满足精度的要求下,可使拟合圆弧段数最少,并能够减少拟合误差、简化数值计算和编程,从而减少CAD系统与CNC系统的数据传送,提高了加工效率和质量。     

大型抛物面天线轮廓度评价方法

针对在评价大型抛物面天线轮廓度时存在的安装和测量误差问题,本文提出一种基于遗传算法和最小二乘法的方法用于大型抛物面轮廓度误差的评定方法.该方法能有效的在轮廓度评价过程中实现被测点与理论轮廓的自适应调整,以此来消除被测点与理论轮廓之间的位置误差对轮廓度误差评定结果的影响,并以仿真结果对该方法做了有效的验证.     

高速数控加工中NURBS曲线拟合及插补技术的研究

通过分析现代数控系统中自由曲面插补算法的特点,提出了基于最小二乘法的NURBS曲线拟合算法和基于弧长参数补偿的NURBS插补技术。采用最小二乘法拟合NURBS曲线,能获得光滑的刀具加工路径,并且在一定范围内能复原曲线的设计轮廓。参数补偿的NURBS插补方法,以泰勒展开法得到的插补参数作为临时插补点,利用该插补法能显著减小速度波动,可将速度控制在理想的范围内,可进一步提高加工精度并减小数控机床的振动。仿真实验表明：该算法简明高效、易于实现,能够满足现代数控系统的要求。     

面向工件自动化装配的空间位姿柔性接触式测量方法研究

自动化装配精度极其依赖于自动化位姿测量精度。 目前常用的位姿测量方法基于非接触式测量方法,该方法随光照、 畸变等影响鲁棒性不高。 为提高位姿测量柔性和鲁棒性,本文提出一种基于接触式位姿测量方法,该方法基于多测针接触式测 量系统,通过解耦将位姿调节量转化为姿态、圆心、相位相互独立的测算量。 首先采用视觉引导方式构建视觉坐标系实现点位 测量路径自更新实现柔性测量,然后通过测量工件平面、圆周、孔位圆周获取坐标点位,最后采用最小二乘法拟合平面并将圆周 点位进行投影拟合圆心,求解定位孔圆心构成的向量空间夹角得到姿态、相位及圆心的调整量。 本文所述方法可以提高测量效 率,解耦调整方式大大降低了位姿联调的相互影响,提高了位姿测量的柔性和鲁棒性。 通过实验对本文所提方法的有效性进行 验证,实验结果表明:采用空间位姿柔性接触式测量方法进行测量后调整,其工件相对位置偏差在 0. 075 mm 以下,姿态角度偏 差在 0. 02°以下,相位角度偏差在 0. 055°以下。     

软件寻位视域的数控加工技术探究

针对传统的数控加工技术的不足,提出一种新型的数控加工技术并会对其操作过程进行详细介绍。这种数控加工技术以软件寻位为基础,能够合理安排工艺,提高机械加工的效率,降低企业的机械制造成本,推动数控加工技术的飞速发展。     

基于遗传算法的圆度公差评定法与采用最小二乘法评定的比较

根据提出的计算模型,对基于遗传算法的圆度误差评定和传统上采用最小二乘法的评定算法进行了比较分析,根据方法本身的特点和计算结果,分析了二者的不同点以及在工程应用中的适用场合.所构造的模型包括边界控制点和区域随机点,其中边界控制点模拟了由圆度误差最小区域条件所定义的最大内切圆和最小外切圆,而区域随机点模拟了实际情况下测试点的随机性和不确定性.计算结果表明基于遗传算法的圆度评定法精度较高,优于基于最小二乘法的评定算法.     

基于形状匹配的片状元件贴片角度纠偏算法

针对上位机模板匹配中精度和速度之间的矛盾,结合FPGA高速并行运算的优势,提出了一种基于FPGA的形状匹配快速纠偏算法。主要在FPGA上利用形状匹配及最小二乘法计算片状元器件角度偏差,并且使用单指令数据流算法实现加速。实验表明,与传统上位机模板匹配算法相比,该文法进一步提高了纠偏精确度,且在纠偏精度保证的情况下,大大减少纠偏时间。     

五轴加工全局干涉检查及其避免

基于坐标系变换原理进行五轴数控加工刀具全局干涉检测,将曲面检测点变换到刀具局部坐标系中,通过判断曲面点是否落到刀具半径范围内来判断是否为干涉点,大大降低了计算量,提高了数控加工效率.对干涉点通过最小二乘法确立最小包容区域以及刀具姿态最优偏转轴及偏转角.为了防止在偏转过程中产生新的干涉,确立了刀具姿态有效区域,使得偏转角度能够避免刀具干涉且在有效区域内.通过实例验证了所提方法的可行性和有效性.     

复杂型面的数控加工研究

以某汽车为例,利用UG CAD/CAM功能建立了汽车模型型面并进行了仿真加工,通过后处理生成数控程序,利用FV-1000加工中心对汽车模型型面进行了数控加工实验,获得了较好的表面加工质量,解决了复杂型面加工难和表面质量差的问题。加工实验表明:相同加工条件下,表面越平缓,表面加工质量相对越差,为后续复杂型面的加工优化提供了参考。     

五轴NC加工干涉检查与避免算法研究

利用刀具刃口回转面在两刀位点间运动形成的包络面方程与CAD模型面求交来实现五轴NC加工中干涉的判断与检验，依据检验结果对干涉进行处理，从而避免实际加工时干涉的发生。该方法考虑了刀具运动路径上全部刀位点的刀具与工件的位置关系，因而能够实现刀位轨迹全过程的干涉检验，避免了加工时对局部型面的破坏，有利于改善加工零件的表面质量。实际计算验证了该方法的可行性和实用性，具有一定的理论和实际意义。     

基于仿真的数控铣削加工参数优化研究

针对数控铣削加工参数优化问题,通过加工仿真,计算每一走刀步的切削深度和切削宽度并划分区间。在每一个由组合划分区间内所有刀步构成的一个加工特征组合段上建立了多目标优化模型,模型采用遗传算法对每一加工特征组合段的加工参数进行优化,自动修改NC程序中的加工参数并反映优化结果。应用实例证明,提出的多目标优化模型和优化求解算法正确、有效。     

提高数控加工精度方法的探讨

探讨了提高数控加工精度的途径,研究了CAD/CAM一体化、高精度的插补方法及加工状态控制等环节对数控加工精度的影响。     

球形曲面数控加工程序应用与研究

通过研究球形空间曲面设计的算法及加工路径生成策略,利用宏程序编制出具有通用性、适用性且应用简单的球形空间曲面的加工程序.使用时只需在主程序中对相关变量赋值调用宏程序即可完成所需半径的半球面、球缺面及球台面的零件加工.     

面向数控加工的CAD/CAM集成系统的研究

立足于工业生产的实际状况,论述了面向数控加工的CAD/CAM集成技术,对整个系统作了结构和功能分析。     

数控加工参数优化技术研究

为了提高机床的利用率,需要在加工前通过对实际数控加工过程的仿真模拟来获取实际加工的最优化参数。在实际生产过程中,数控机床的加工工序不同,其所需要优化的目标就会有所不同,本文主要针对数控机床加工参数优化问题展开相应的探讨,通过建立数控加工的多目标优化模型进行仿真模拟,并结合遗传算法对每一种加工段进行加工参数优化,通过每一个特征段的优化累加可以获得实际的优化效果。经过实例证实,多元目标函数优化模型的优化效果良好。     

自由曲面数控加工刀具的研究

对自由曲面数控加工中的刀具进行了较深入的研究。从刀具有效半径和切削速度的角度,对平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能进行了分析。提出了球头刀和平头刀的刀位计算方法,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。     

基于遗传算法与仿真的偏置碰撞安全结构改进研究

针对某款在中国新车评价体系偏置碰撞试验中存在较大安全问题的国产车型,通过分析该车偏置碰撞形式下结构的设计缺陷,将试验设计、响应面模型、遗传算法相结合对车身前部安全性关键部件的厚度进行优化,通过改进对车身变形起关键作用部件的结构特征,实现汽车前舱刚度的匹配,使整体结构合理变形。仿真结果表明,在兼顾正碰安全性与车身轻量化的前提下,优化设计与结构改进有效地提高了该车型的40%偏置碰撞安全性。     

基于多色集合理论和遗传算法的加工中心工步排序研究

针对加工中心上一次装夹下复杂的工步排序问题,通过实例介绍一种基于多色集合理论和遗传算法的工步排序优化算法。首先,在分析工步排序原则和典型工艺路线的基础上,根据多色集合理论建立加工中心上工步排序问题的约束模型。然后,以辅助时间最短为优化目标,建立其数学优化模型。最后,将遗传算法应用到工步排序中从而得出最优解。实例证明,在多色集合约束模型约束下的遗传算法能够很好地求解加工中心上的工步排序问题,排序结果接近最优且可以大幅提高加工中心的效率。