基于动力学和运动学的开放式数控系统圆弧插补轨迹研究

在开放式数控系统实验平台下对圆插补轨迹进行实测,并分析了圆弧插补产生误差的原因,对数控系统进行了动力学和运动学分析,并建立了基于动力学和运动学的直流伺服驱动的动态模型.在此基础上,对X轴和Y轴的速度和加速度变化情况进行理论研究,分析速度和加速度变化的原因,并对X轴和Y轴的速度和加速度进行了实测以验证理论分析,最后提出了一种新的插补算法,通过在开放式数控平台下实验证明,该算法可以改善由于运动学和动力学引起的插补误差.     

一种悬臂式3D打印机器人的路径规划研究

针对目前3D打印装置结构单一和打印空间小的的缺点,研制了一台悬臂式3D打印机器人。运用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立连杆坐标系,根据齐次坐标变换,建立机器人正运动学方程,求取机器人末端打印喷头相对于世界坐标系的位姿。采用代数法进行逆运动学求解,通过控制各关节变量,实现3D打印机器人各轴联动,驱动打印头在3D打印平台上按照指定轨迹实现3D打印功能。该3D打印机器人具有多角度多工位打印的特点,并能够在工作现场打印零件。对3D打印的路径进行规划,提出了一种基于蚁群算法和改进的近邻法进行轮廓路径规划的方法,并运用该方法在悬臂式3D打印机器人实验平台上进行了零件打印实验。与传统的zigzag法和repetier-host法比较,单层的轮廓路径长度分别缩短了19.5%和14.7%,打印时间缩短了12.6%和8.8%,结果表明,该路径规划方法的打印效率更好。     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工建模及仿真研究

分析了平面二次包络环面蜗杆数控磨床的加工原理,根据该原理及磨床结构建立了坐标系,创建了理论状态下的平面二次包络环面蜗杆数控磨床数控加工的数学模型,并依照该数学模型,选取了平面二次包络环面蜗杆副的参数,运用Matlab软件进行了仿真,得到蜗杆齿面图形,与采用传统加工方法获得的蜗杆齿面图形一致,验证了该加工方法的正确性。     

熔融沉积式燃机叶片快速熔模铸造技术研究与试验

针对某燃机叶片叶型部分形状复杂和轮廓度精度要求高的特点,提出了一种基于熔融沉积技术的燃机叶片快速熔模铸造方法,通过基于NURBS曲线的分层截面生成算法对燃机叶片STL(stereolithography)模型进行分层,提高燃机叶片模样的轮廓度精度,制订了燃机叶片快速熔模铸造工艺流程,采用三坐标测量机对燃机叶片铸件进行测量,对其两个关键截面进行型线轮廓度偏差分析与评价,结果表明:基于熔融沉积技术的快速熔模铸造燃机叶片铸件在轮廓精度方面满足要求,快速熔模铸造工艺流程合理、可行。     

悬臂式3D打印机器人运动分析与打印实验

针对目前3D打印装置结构单一和打印空间小的的缺点,研制了一台悬臂式3D打印机器人.运用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立连杆坐标系,根据齐次坐标变换,建立机器人正运动学方程,采用代数法进行逆运动学求解,通过控制各关节变量,驱动打印头在3D打印平台上按照指定轨迹实现3D打印功能,并在悬臂式3D打印机器人实验平台上进行了零件打印实验,结果表明:所设计的悬臂式3D打印机器人能够准确、有效的按照规划路径执行相应轨迹运动,表面无翘曲和变形产生,打印零件质量和精度较高.