WiFi环境下的微型四轴飞行器系统设计

为改善传统四轴飞行器体积大、不便于携带、航模遥控器操作复杂等问题,从易用性的角度出发,提出了基于WiFi控制的微型四轴飞行器设计方案.系统以STM32处理器为核心,MPU6050、HMC5883组成惯性测量单元测量飞行器姿态,上位机通过WiFi与飞行控制器进行数据交互;并引入RT-Thread嵌入式实时操作系统,以满足飞行姿态控制的实时性要求.经实验测试,飞行器能在较短时间内对上位机的操作指令进行响应,并按照指定操作稳定飞行,系统基本完成预期目标.     

离焦激光直写光刻工艺研究

采用理论计算和光线追迹分析了激光直写光刻中离焦对写入焦斑光场分布的影响;使用四轴激光直写设备开展了离焦激光直写光刻工艺实验,实验和理论计算及光线追迹的结果吻合得很好。利用离焦激光直写光刻方法制作了光栅和分划版,测得实验结果达到工艺要求。     

四轴联动高速加工中心的研制

研制了四轴联动高速加工中心。加工中心采用回转交换工作台，使上料时间与加工时间重合；开发了无级分度伺服转台，可实现对零件任意垂直转台的表面进行加工；X、Y、Z三轴工作台均采用框架式结构，质量较轻、刚性好，并可与伺服转台实现四轴联动。加工中心还配有顶置式圆盘刀库，刀对刀换刀时间为2．5s。电主轴最高转速可达20000r／min。对机械系统的部分参数进行了分析与计算。试加工结果表明，各项技术指标满足设计要求。     

基于D-H参数法的四轴机床UG后处理研究

四轴数控机床要发挥其加工优势,离不开与之配套的四轴后处理软件;用NX生成的刀位数据经过后处理解析,才能生成G代码。研究的主要内容包括：运用D-H参数法设计“带A转台四轴机床”的后处理算法;研究基于UG POST Builder专用“A转轴四轴机床”的后处理程序,并用VERICUT进行仿真验证。     

基于相关耦合的并联四轴电动伺服平台鲁棒控制

4TPS-PS并联电动平台由4个伺服电机协同驱动,实现3个转动和1个移动自由度,为提高平台运动的位姿轨迹精度,需要实现四轴的非线性同步。该文推导非线性相关耦合误差,兼顾各轴的跟踪误差和同步误差,提出一种基于该误差的鲁棒控制方法,设计基于非线性相关耦合误差和滑模变结构控制理论的鲁棒控制算法。进行仿真和实验研究,结果表明,该控制策略具有较强的稳定性,提高了各轴的非线性同步特性,从而实现平台的高精度轨迹跟踪,平均位姿跟踪精度优于0.07°。     

螺旋转子三维建模与数控编程技术研究

对螺旋转子端面型线组成、数学描述进行了分析,研究了螺旋转子端面型线和三维模型的构造方法,在UG环境下建立了螺旋转子三维实体模型。在分析研究螺旋转子四轴加工方式的基础上,在UG中采用可变轴轮廓加工方法对螺旋转子进行数控编程,生成了基于球刀铣削的螺旋转子四轴加工刀具轨迹,对产生的刀具轨迹进行了动态加工仿真,验证了刀具轨迹的可行性。     

Magnetorheological finishing of low-gradient curved surfaces based on four-axis linkage technique

Based on the distribution characteristic of magnetic field along the polish wheel,the four-axis linkage technique is advanced to replace a standard five-axis one to figure low-gradient optical surfaces with a raster tool-path in magnetorheological finishing （MRF）.After introducing the fundaments of such simplification,the figuring reachability of a four-axis system for the low-gradient optics was theoretically analyzed.Further validation including magnetic field intensity and influence function characteristic was performed to establish its application.To demonstrate the correctness,feasibility and applicability of such technique,a K4 spherical part was figured by two iterations of MRF with surface form error improved to 0.219λ PV and 0.027λ RMS.Meanwhile,the surface roughness was also improved a lot in MRF process.These theoretical analyses and experimental results both indicate that high form accuracy and excellent surface quality can be obtained by using the four-axis linkage technique in the process of figuring low-gradient optical elements,and the four-axis linkage system undoubtedly is much more easy to control and much more economical.     

UG在小型四轴数控滚齿机虚拟设计中的应用

随着科学技术的不断发展与信息技术的应用,虚拟设计技术已经广泛应用于产品的设计、开发、生产与制造等各个环节中。虚拟设计技术以其在复杂产品设计过程中无可比拟的优越性正逐步替代传统的设计方式,特别是近年来随着软件技术的不断升级,虚拟设计技术也得到极大的提升,这也提高了对设计人员的要求。以目前在机械工程领域应用十分广泛的工程软件UG为平台,以小型四轴数控滚齿机为虚拟设计对象,主要介绍了部分零件的三维造型、小型数控滚齿机的整机虚拟装配等几方面的内容。     

多股螺旋弹簧加工机床数控系统的研究

针对多股螺旋弹簧加工的主要特点，采用数控系统进行精密加工成型控制。通过四轴联动的无级速度匹配，克服了传统挂轮传动的分级速度控制的缺点，使数控加工机床能够加工任意结构参数的三层有芯多股簧。开发了张力控制器控制多股簧拧索过程的各股钢丝的张力平衡，使用蓝牙技术实现了PC机与整个旋转拧索过程的通讯。整套系统采用上位计算机＋PLC的结构，具有良好的人机交互性能。将数控系统应用到多股簧精密加工机床上，并进行实际加工，可提高多股簧加工机床的适应性、生产效率和制品性能，其有效性得到实践验证。     

螺旋曲面的四自由度加工方法

文章在研究螺旋曲面的加工原理的基础上,提出以工件旋转、刀具的坐标变化以及刀具的螺旋角度变化为基础,按空间包络法计算刀触点轨迹,由四轴插补形成了刀具沿螺旋线方向的进给运动,从而实现了前后两个加工截面之间的螺旋位置关系。该方法在国内首次提出四轴坐标系下应用无瞬心包络铣削理论实现螺旋曲面加工,为四轴联动数控机床加工复杂螺旋曲面提供了可靠的理论基础。