基于设计公差约束的螺旋桨配准问题

针对螺旋桨加工过程中叶面和叶背加工余量分布不均匀的问题,提出了一种公差约束条件下螺旋桨毛坯与设计曲面快速配准的方法,用以保证螺旋桨叶面和叶背加工余量均匀。在螺旋桨设计过程中,分析了半径、纵斜、轴向位置和桨叶夹角对设计曲面空间位置的影响,确定了基于设计公差变动范围的螺旋桨形貌变化约束条件。建立了约束条件下螺旋桨曲面配准数学模型,并基于模拟退火算法快速求解得到全局最优解。螺旋桨毛坯曲面与设计曲面的匹配验证结果表明,该算法能实现螺旋桨毛坯曲面和设计曲面的快速匹配。     

大型船用螺旋桨桨毂粗加工刀具路径规划研究

针对大型船用螺旋桨毛坯余量较大,相邻桨叶间存在重叠区,现有加工方法吊装复杂、需要二次装夹且叶根桨毂加工周期长等问题,提出了一种多轴对称加工叶根桨毂方案,并依据加工方案,应用定轴加工方法研究桨毂粗加工刀具路径规划.根据桨毂曲面特征,计算走刀行距与步长;基于定向包围盒(Oriented Bounding Box,OBB)干...     

大型船用螺旋桨自适应加工方法研究

针对具有自由曲面的大型船用螺旋桨铸造毛坯表面体积大,加工余量大,加工耗时长的问题,结合五轴铣磨复合加工机床提出了一种基于三维扫描的螺旋桨余量自适应加工方法。首先,利用三维扫描仪获得螺旋桨扫描数据,并利用算法进行理论模型与扫描数据的对比;然后,对匹配后的模型进行余量提取,依据模型余量规划螺旋桨加工轨迹线,并应用于螺旋桨叶片铣磨复合加工算法;最后,依据加工理论进行了螺旋桨加工实验并进行了检验。     

一种三叶螺旋桨的静平衡解算方法

针对三叶螺旋桨在水平面内桨叶间的特殊角度,提出一种适于三叶螺旋桨全叶静平衡解算算法,采用轴承卸荷测量不平衡力矩,补偿系统的初始不平衡量,消除有限范围内轴承摩擦力对平衡检测的影响,编写上位机人机交互界面显示螺旋桨不平衡力矩大小和方向,解决螺旋桨不平衡量检测不精准问题。设计不平衡力矩的矢量分解,解决不平衡量方向与桨叶不重合问题。     

船用螺旋桨桨叶五轴数控虚拟制造

螺旋桨的桨叶是一种典型的自由曲面,形状复杂,三轴数控加工技术不能达到加工精度。过去螺旋桨桨叶的加工基本依靠工人手工加工或者半机械加工,其效率低,桨叶质量不高。随着制造业技术的发展,现大多采用五轴联动数控加工技术来加工船用螺旋桨桨叶,提高桨叶加工的精度和效率。在分析桨叶的数控加工工艺的基础上,模拟五轴数控加工过程,为实际数控加工螺旋桨桨叶提供基础。     

旋翼螺旋桨的快速气动优化设计（英文）

相对于推进螺旋桨的空气动力学设计问题,倾转旋翼螺旋桨的气动设计问题是一个复杂并具有挑战性的任务。倾转旋翼螺旋桨具有工作在多个飞行状态下的特点,对于该桨叶各个飞行状态对应着不同的入流条件。因此,为了在各个飞行状态下维持良好的空气动力学性能,变桨矩倾转旋翼螺旋桨的设计概念被提出。为了进一步提升倾转旋翼螺旋桨在不同入流条件下的空气动力学性能,倾转旋翼螺旋桨的气动折中设计将无法避免。在文中分别分析和讨论了主导倾转旋翼螺旋桨气动性能的设计因子。同时采用了遗传算法对倾转旋翼螺旋桨气动设计问题进行了多目标优化设计。在优化过程中为了避免采用计算量巨大的旋翼螺旋桨气动求解器,在该工作中实现并验证了经典涡流理论和叶素动量理论快速计算方法,在优化设计过程中为桨叶提供了迅速的气动性能计算,从而加速了优化设计过程。在文章的最后,针对优化设计个体桨叶进行了讨论,并通过高精度气动求解器对优化设计桨叶进行验证。     

基于能量法的大型叶片毛坯曲面重构

针对大型叶片毛坯曲面测量数据的特点，提出了一种基于能量法的毛坯曲面重构算法。该算法由2个主要步骤构成；基于参数域同构的毛坯曲面拟合，基于加工余量分布均匀的毛坯曲面匹配。实践证明，该算法构造的毛坯曲面不仅拟合精度高、光顺性能好，而且可以大大简化大型叶片五坐标数控加工贵州的辅助定位及进给速度优化等问题的计算。     

基于Geomagic Studio的螺旋桨桨叶修复和曲面建模

航空螺旋桨是飞机上的关键部件之一,螺旋桨桨叶修复质量的好坏直接影响着飞机的飞行安全。研究应用Geomagic Studio逆向工程软件对原始损伤桨叶进行扫描,获取点云数据实现螺旋桨桨叶数字化重新建模的方法。采用数据采集、模型修复、三维重建3个阶段来修复原始损伤桨叶的各种缺陷,从而创建高质量的桨叶曲面,重构出螺旋桨桨叶CAD三维模型,为进一步应用CAM进行自动化的修复螺旋桨桨叶提供数字化模型。建模结果表明,利用该方法建立出的螺旋桨桨叶模型具有良好的光顺性及精确性。     

混合驱动水下滑翔机用可折叠螺旋桨的设计

混合驱动水下滑翔机仅使用浮力驱动时,螺旋桨桨叶会产生一定的阻力.针对这一问题,设计了一种新型可折叠螺旋桨,用于减小螺旋桨不工作时混合驱动水下滑翔机螺旋桨桨叶产生的阻力.对这一新型可折叠螺旋桨进行了数学建模与水动力分析,验证了这一新型可折叠螺旋桨用于混合驱动水下滑翔机时的性能可靠性.     

经济型数控螺旋桨铣床的设计

螺旋桨是目前船用推进器中效率较高、应用最广的一种。而螺旋桨的桨叶属于复杂曲面,它的加工问题由于需要考虑的因素太多,始终是一个很难解决的问题。对于军事上大型、精密的螺旋桨加工,国外已有成功的技术。对于大量使用的内河及近海船用小型螺旋桨的加工,我国目前主要还是靠手工操作。虽有一些专用的加工螺旋桨的机床,如由通用机床(车床、铣床)改装的具有靠     

基于多体理论的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合分析

以多体系统理论为基础,根据数控铣齿机运动原理,建立了包含误差因素在内的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合模型,推导出被加工齿轮的螺旋面方程.分析结果表明,采用双盘铣刀加工的方法,可以减少齿廓余量,改善齿廓余量的不均匀性.     

一种确定复杂轮廓曲线精加工余量的方法

在加工中心或三坐标联动数控铣床上，对复杂轮廓曲线进行半精加工之后，和用寻边器对轮廓曲线进行在线测量，通过分析并计算得出精确的精加工余量，修正精加工时的刀具半径补偿量，提高零件加工精度。     

GRINDING OF DOUBLE DISC GRINDING MACHINE

The grinding of two parallel sides of a component is accomplished with the accuracy and higher productivity by passing a blank through the truncated cone shape grinders, which are turned angles. The machine is designated by the name of double disc grinding machine (DDGM). Usually, it is used in the mass production. The relationship between these angles, the accuracy, productivity, allowance and parameters of the machine and technology is explained in detail by math, such as vector analysis, transformation of 3D space coordinates, etc. Therefore, in the aspects of qualitative and quantitative analyses, the grinding potential of DDGM is enormous increased and superior to conventional methods. Furthermore, the theoretical foundation of DDGM grinding design and technology is provided to improve, to expand and to create for future. The established machine design and practical experience of grinding technology will get great benefit by them.     

智能三坐标测量机中零件位置自动识别系统

提出了一种基于机器视觉和CAD三维模型的零件自动定位方案，利用虚拟图像匹配的方法确定零件在工作台上的位置和方向。在CAD三维模型中，针对零件的可能放置方式通过透视成像的方法形成多幅虚拟图像。CCD产生的实际图像与各幅虚拟图像进行匹配。确定零件坐标系与机器坐标系的关系，达到定位目的。最后在三坐标测量机平台上实现了该方法，并给出了定位定向实验误差分析。     

螺旋锥齿轮大轮齿形误差的在机测量

为了在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上实现大轮齿形误差的在机测量,对大轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。基于齿轮坐标系与机床坐标系之间的关系,建立了将齿面离散点坐标及法矢从齿轮坐标系转换到机床坐标系的方法。根据大轮的齿面几何特征,建立了大轮齿形误差的在机测量方法以及测量流程。根据在机测量得到的测球球心空间坐标,运用曲面拟合技术和最优化算法,计算了实际齿面相对于理论齿面沿各离散点法矢方向的齿形误差值。通过对比在机测量和齿轮测量中心的齿形误差测量结果,验证了螺旋锥齿轮大轮齿形误差在机测量方法的正确性。     

一种非接触式R-test测量仪球心坐标计算方法

R-test测量仪是用于五轴数控机床转动轴结构误差测量的专用设备,其通过测量球相对测量坐标系的位置变化进行误差辨识。在测量坐标系中,测量球球心坐标计算的准确性和稳定性是保证测量精度的重要前提。为进行测量球球心坐标的精确计算,构建了非接触式R-test测量仪的结构模型并建立了球心坐标计算方程组。以球心坐标计算方程组为基础,简化得到用于球心坐标求解的非线性方程组并构建其目标函数,然后采用差分进化算法提高球心坐标求解的精度。最后,在GF Mikron UCP800五轴机床上进行对比实验,将测量球球心坐标的计算结果与机床实际坐标进行对比,验证所提出球心坐标计算方法的精度和可靠性。     

带倾斜回转工作台的四坐标后置处理方法

针对带倾斜回转工作台的四坐标数控加工的后置处理,提出了一种非正交多轴联动数控机床的逆运动学求解方法。基于矢量绕任意轴线的旋转变换,建立了非正交情况下四坐标机床各运动坐标同刀位数据之间的映射关系,从而实现了机床平动坐标和转动坐标的计算。该方法同样适用于非正交情况下五坐标机床的逆运动学求解。利用刀具同加工表面相切的控制方式,给出了实际加工中进刀及退刀过程的构造方法。本文方法稳定可靠,并已成功应用于工程实际中。     

三维机器视觉测量系统的坐标计算模型研究

分析了单摄像机成像原理和激光三角测距原理,建立了三维机器视觉测量系统的原理模型,给出了根据单幅二维数字图像计算检测目标三维坐标信息的具体方法,为三维机器视觉系统研制开发奠定了理论和算法基础。     

一种单摄像机视觉导引方法

本文提出了一种基于已知固定特征的单目摄像机视觉导引方法,建立了摄像机的运动和投影模型。设计了以正方形顶点为特征的参考平面目标,提出了复杂背景中全自动正方形顶点特征的图像提取新方法及标记特征点的方案。仿真试验表明,摄像机距离参考目标约10m,噪声偏差达到1.5像素时,位置RMS误差小于10cm,姿态RMS误差小于1.4°。因此,所提出的算法具有很强的抗噪声能力,能够满足实时性和实用性要求,为视觉导引的工程应用奠定了理论基础。     

Spindle thermal drift measurement using the laser ball bar

Thermally induced errors are major contributors to the overall accuracy of machine tools. An important component of thermally induced errors is the error associated with spindle thermal drifts. In this paper, a novel method is developed to measure spindle thermal drifts in machine tools using a laser ball bar (LBB) as the calibration instrument. The method is implemented on a two-axis CNC turning center. The LBB is used to measure the coordinates of the spindle center and the direction cosines of the spindle axis at various thermal states. The axial, radial, and tilt thermal drifts of the spindle are then computed from the changes in these coordinates. The new method is verified by comparing the spindle drifts measured with the LBB to those measured by capacitance gauges. The results obtained by the new method show good agreement with the capacitance gauge technique. The primary advantage of the new method is the ability to measure the spatial coordinates of the spindle center and direction cosines of the spindle axis with the same instrument used for measurement of the geometric errors of the machine axes.