整体构件数控电解加工数字化仿真技术

将基于UG平台动态装配技术的加工过程几何仿真与基于MATLAB平台有限元分析的成形规律仿真有机结合,实现了整体构件上复杂曲面、型腔数控电解加工过程的计算机仿真,用于加工试验前的加工过程干涉检查、阴极及其运动轨迹优化设计、优选加工参数及成形精度分析等,能有效缩短准备周期、减少试验次数。该技术已经应用于航空发动机关键零件加工准备过程,具有重要工程实用价值。     

基于深度学习的多轴数控加工刀位轨迹自适应控制仿真

针对实际加工刀位轨迹与预设轨迹之间的偏差直接影响数控加工质量的问题,提出了基于深度学习的多轴数控加工刀位轨迹自适应控制方法。根据多轴数控机床与刀具的几何结构与工作原理,构建相应的数学模型。利用深度学习算法,从位置与姿态两个方面识别刀具状态。以当前刀具位姿为初始值,规划刀位轨迹。计算数控加工刀位轨迹控制量,利用自适应控制器实现轨迹控制。仿真实验结果表明：在三轴数控加工和五轴数控加工环境下,该控制方法的平均刀位轨迹控制误差分别为1.6和1.5,具有良好的控制效果。     

刀具变形引起的球头铣刀加工误差建模

针对数控加工中刀具变形引起的加工误差问题,以球头刀具为研究对象,通过建立球头刀具铣削力模型和刀具受力引起的变形模型.对球头刀具变形引起的加工误差进行研究,建立球头铣刀刀具变形引起的加工误差仿真预测模型;在数控加工几何仿真和铣削力仿真的基础上开发了球头铣刀刀具变形引起的加工误差仿真预测功能,并集成到数控加工仿真系统中用于刀具变形引起的加工误差预测.加工验证实验表明所提出的球头铣刀刀具变形引起的加工误差模型预测的可靠性.     

机器人操作机的建模及避障研究

介绍了机器人智能路径规划系统-RIPPS.该系统可用作机器人离线编程工具.系统由几何建模,运动学建模及路径规划三部分构成.用户利用其几何建模功能建立分布着障碍物体的机器人工作环境,通过输入参数利用机器人运动学建模功能来定义机器人操作机.系统的路径规划器根据指定的机器人起始位姿及目标位姿产生准优化路径,首先将障碍物体变换到位姿空间中,再在位姿空间中进行路径搜索.作者已在SGI/4D70工作站上进行了有效的仿真研究,下一步工作是在商业化机器人上实现该规划系统.     

并联机床工作空间和工件位置计算

根据并联机床工作空间的定义及几何约束条件,针对哈尔滨工业大学研制的并联机床,按刀头点计算出该机床的工作空间,以及在Ｚ轴方向上各高度刀具的加工范围,这对指导机床加工工件具有重要意义。另外由于并联机床工作窨不规则,加之刀具轴线与Ｚ轴方向夹角的限制,对于带有复杂曲面的工件如何设置其在工作空间中的位姿,仅靠直觉很难完成。因此本文论述了如何建立工件自动定位的数学模型,进而开发工件自动定位系统,这对带有复杂曲     

新型流体袋缓冲机构的几何参数对缓冲性能的敏感性分析和优化（英文）

设计了一种能在小位移条件下提供轴向大刚度的流体袋缓冲机构。研究了当它受到冲击载荷时,机构的刚度和流体袋内部压力的动态变化规律。针对受冲击过程中对柔性接头的保护性能和流体袋内部的压力变化,采用正交实验设计方法,分析了流体袋各几何参数对轴向刚度影响的敏感性,得出了受冲击时流体袋各几何参数的最优参数组合,该参数组合可以使内壳的位移减少41.4%。结果表明：流体袋受冲击后,其内部压力是一个振荡波动的上升过程;流体袋各几何参数对机构轴向刚度的敏感性高低顺序为：高度H、半径r、壳厚t、倒角A;流体袋各几何参数和流体袋内部压力的相关性关系为：高度H和内部压力为负相关关系,半径r、壳厚t、倒角A和内部压力为正相关关系。     

200m自由飞弹道靶模型高精度视觉位姿测量技术

为精确测量弹道靶超高声速自由飞模型位姿变化参数以用于气动力参数辨识,中国空气动力研究与发展中心结合双目视觉定位技术和前光照相技术,在弹道靶上发展了超高声速自由飞模型的高精度视觉位姿测量技术。双目测量站沿模型飞行方向布置,试验前完成测量站单站标定、多站全局坐标关联等。模型进入测量站视场中心时,脉宽小于10ns的激光经扩束后照射表面带编码标记点的模型,同时双目测量站相机获得前光图像。试验后通过模型表面标记点识别解算,获得模型飞行过程的位姿参数。在解决靶室杂光滤除、前光光源出口光斑匀化、双目测量站全局关联、模型表面处理及标记点制作等技术的基础上,建立了200m自由飞弹道靶模型高精度视觉位姿测量系统。在200m自由飞弹道靶上开展了长165mm的20°锥模型的飞行试验,试验环境压力15kPa、速度2.7km/s,根据视觉位姿测量系统获得的锥模型在各测量站飞行位姿参数和激光器的出光时序,通过辨识获得锥模型的阻力系数和动导数等气动力参数,所得结果与AEDC G靶上的结果趋势基本一致。     

PCD刀具高速铣削TA15钛合金切削力的研究

通过利用回归正交设计和单因素试验设计方案,进行了PCD刀具高速铣削钛合金TA15的切削力试验.对高速加工过程中的动态铣削力进行了频谱分析,分析了高频振动对切刺力波形的影响.然后利用单因素试验分析了工件坐标系中三向分力以及刀具坐标系中切向分力随切削用量的变化规律.通过回归正交设计,建立了PCD刀具高速铣削钦合金时切削用量与动态切削力之间的数学模型,并进行了方差分析,验证了模型的可靠度.分析结果为PCD刀具高速铣削钛合全的工艺参数优化及建立高速铣削数据库奠定了基础.     

弧面分度凸轮廓形铣削加工系统的动力学分析

以弧面分度凸轮廓形铣削加工系统的分析与简化为基础,建立了动力学模型,利用M atlab6.0对加工系统进行了动力学仿真与分析。在凸轮切削加工过程中,振动最强烈的区域发生在切入阶段和切出阶段;与凸轮非分度区廓形加工相对应的扭振振幅小且稳定;切削用量对加工系统的动力学响应有明显的影响,工件进给速度、刀具轴向最大切削深度越小,系统的振动越弱,刀具(主轴)转速提高,工件子系统振动减弱,刀具子系统的振动增强;生产效率相同时,刀具轴向最大切削深度减小,更能有效地减弱切削加工系统的振动。     

基于磨制精度的环形铣刀刃线几何模型

环形铣刀在精密铣削淬硬钢模具时,同球头铣刀相比具有较高的切削效率,和平头端铣刀相比具有较好的加工工艺性及已加工表面质量。为了精确磨制环形铣刀,通过对环形铣刀刃线进行理论分析,依据回转刀具的几何特征以及螺旋线的成形原理,推导出了环形铣刀等螺旋角的连续刃口曲线数学模型,所建立的刃线方程数学模型可精确表达周刃曲线与圆角曲线的几 何特征。结合所建立的刃线模型,采用Saacke五轴工具磨床对环形铣刀进行了磨制,刀具几 何参数检验结果表明磨制精度较高。     

实体数控铣削仿真系统关键技术的研究

设计了数控铣削仿真系统结构。该铣削仿真系统实现多类型刀具的加工仿真，快速干涉检查和碰撞检测，过切加工错误的显示。本系统主要支持平底刀、球头刀、圆角刀、锥形刀和钻刀。提出基于设计模型的新方法检查干涉和检测碰撞。详细探讨了刀具扫掠体构造中扫掠体自交及其解决方法。基于ACIS平台实现刀具和毛坯实体的构造，布尔求交，以及毛坯实体的刷新显示。     

数控编程系统中通用后置处理技术研究

后置处理是数控编程系统中的重要组成部分,它是将产品设计结果转化成实际生产不可缺少的环节.本文结合超人CAD/CAM集成系统的开发工作,对通用后置处理技术作了总体分析,并对其结构、程序及其功能的实现进行了具体描述.所研制的通用后置处理系统采用了交互式图形界面技术,便于使用和修改,为通用后置处理系统的实用化、通用化、商品化打下了基础.     

基于CAD/CAM技术的加工中心误差分析与控制

基于机器人运动学原理,利用齐次坐标变换理论以一台立式加工中心为研究对象,建立了包含21项误差的数控机床误差模型.同时以CAD/CAM技术为平台建立加工中心误差工艺数据库,再通过工艺决策及程序实现对加工中心误差的识别及自动调整等,从而控制加工工件误差、提高产品质量.所建立的误差模型及分析方法可推广应用到其它多轴数控机床及相关领域.     

基于实体的三轴数控精加工研究

在获得了零件几何信息和加工参数信息后，实体精加工算法能够自动计算零件在某一个加工方向上所有可加工曲面的球头刀精加工刀具轨迹。采用虚过渡的处理方法，计算实体的曲面等距模型。提出了利用贯穿线对交线进行规整处理，高效地获得无干涉的精加工刀具轨迹。基于实体的数控精加工编程丰富了数控精加工编程方式，降低了数控编程的操作复杂程序度，减少了产生错误的可能性，具有工程实用性。     

6-TPS并联平台型数控铣床结构参数的标定方法

介绍了6-TPS并联平台型数控铣床的一种结构参数标定方法.借助于工作台上的辅助工艺孔及标准量块,采用加权分类隔离的标定方法,将结构参数分为若干类进行标定,在并联工作台的结构参数标定过程中,采用了改进后的共轭梯度法,提高了标定效率.主要分析了刀具位姿参数及并联机构结构参数的标定方法,通过标定实例验证了标定方法的有效性.     

高速立铣加工中切削温度的测量

介绍了一种用常规的自然热电偶和标准热电偶方法实现高速加工过程中切削温度的直接接触式测量的计算机辅助测温系统。它采用自然热电偶测量刀一工界面温度,采用夹丝热电偶测温技术对工件表面和体内温度分布进行直接接触式测量。该方法可以应用于刀具旋转的切削加工中(例如立钻、立铣)测量切削温度,并已在高速立铣淬硬钢研究中得到应用。     

一种基于实体模型的三轴数控加工刀轨生成算法

实体模型是几何造型的高级模型，它具有完整的曲面拓扑关系，国内基本实体模型的数摈加工算法的需求日渐迫切，本文提出了一种适合实体模型的三轴数控加工刀位轨迹生成算法；首先根据加工行距作一组平行于刀轴的平面，与模型的待加工表面求交，得到一系列交线，再根据加工步长规划另一组与上述平面垂直且平行于刀轴的平面，与上述交线求交，得到一交点网格，判断刀具与数据点的位置关系从而得到刀位轨迹。     

薄壁零件高速铣削动态切削力

通过微元铣削力与瞬时未变形切屑厚度之间的线性关系,提出了螺旋圆柱铣刀的瞬时切削力模型.在此基础上,采用两自由度弹性-阻尼系统,建立了适合薄壁零件的综合考虑刀具子系统和工件子系统动态特性的动态铣削力模型.最后通过实际测量数据与模型计算数据的对比,验证了提出的动态铣削力模型的有效性.