五轴加工奇异区域内的刀具路径优化

针对五轴加工在奇异区域内由于旋转轴运动的剧烈变化导致非线性误差过大并对工件、刀具和机床部件造成损害等问题,给出一种奇异区域内加工路径的优化方法。以AC双转台五轴联动数控机床为研究对象,在反向运动学变化中根据正弦、余弦三角函数的周期性对C轴转角进行初次优化;按照加工是否通过奇异点两种情况,采用设定奇异点处的C角值或者修改奇异点附近的刀轴方向两种方法,进一步降低C轴过大转角;以当前加工区间的非线性误差是否超过允许值为判断条件,对仍然不满足精度要求的区间进行递归插值处理。仿真试验和实际加工结果表明,与单纯采用线性插值方法相比,该方法在提高奇异区域内加工精度的同时,有效减少新插入点的数量,从而尽量降低加工速度的损失。

基于机器视觉的机器人分拣系统的设计与实现

传统的分拣作业一般采用示教或离线编程方式,当工作环境发生改变时系统无法即时的作出相应的调整,针对传统分拣方式中存在的不足,以并联型机器人和康奈视In-Sight7000型工业智能相机为基础,搭建一个基于机器视觉的工业机器人分拣系统。该分拣系统结合了并联型机器人和机器视觉两方面的技术优势,对经典的Canny边缘提取算子做出了相应的改进,通过提取图象边缘信息作为匹配的特征,克服了光照变化对视觉系统造成的影响,实现了当分拣对象由传送带运送进入相机视野时,系统可以高速的对分拣对象进行识别和分拣工作。该系统显著提升了机器人对工作环境的适应能力,提高了生产效率和系统柔性。同时,实验结果证明了该系统软硬件设计正确,分拣成功率高。

五轴数控系统旋转轴快速平滑插补控制策略

在五轴联动加工中,刀轴矢量与旋转轴运动坐标之间存在非线性关系,刀轴矢量的平滑过渡不能保证旋转轴的平滑运动,尤其是当刀轴矢量接近机构奇异点时会引起旋转轴的剧烈震动,导致伺服报警,甚至损伤机床部件。通过分析旋转轴线性插补和矢量插补过程中刀具姿态的变化情况,抽象出刀具姿态误差模型。根据加工允许的刀具姿态误差,在矢量插值段中插入线性插值段,防止靠近奇异点处产生的旋转轴急速转动。结合指令行程和旋转轴性能进行旋转轴插补速度钳制,使用三次样条曲线对矢量插值段和线性插值段进行平滑连接,保证整个插补过程中速度的连续平滑。试验结果表明,本策略可以在满足刀姿误差要求的同时,实现旋转轴的快速平滑插补,并且已经应用于某航空结构件的批量加工生产中。

数控系统S型曲线加减速快速规划研究

加减速控制是数控系统开发的关键技术之一,而一般S型加减速算法公式复杂,计算比较费时,因此,提出了改进的S型曲线加减速算法,根据S型曲线对称性和初、末速度不同的特点,对公式重新进行了推导,简化算法,可以快速规划出各个阶段的运行时间用MATLAB对本文所提出的算法进行了验证,可以得到平滑的速度和加速度轮廓,证明了本文算法的正确性和可行性与原有算法的运行时间进行对比分析,本文算法的执行时间大大降低.

五轴加工奇异区域的检测和处理

为解决五轴加工在奇异点附近产生过大非线性误差、易对工件和机床造成损害的问题,以AC双转台五轴机床为研究对象,提出一种基于雅可比矩阵的奇异区域检测和处理算法。建立了五轴机床雅可比矩阵的参数式,代入相邻点机床各轴的运动变化量,通过检查雅可比矩阵的条件数来判断当前加工是否处于奇异区域内。对于雅可比矩阵"病态"程度严重的路径区间,结合刀位数据和各轴运动量构造新刀位点进行了递归插值。通过仿真验证了该检测处理算法的有效性。

一种高速高精的路径动态前瞻规划算法

由于路径规划过程与速度规划过程之间缺乏信息交换,加工过程会出现加工速度与加工质量降低的现象,针对这一问题,提出了种高速、高精的路径动态前瞻规划算法。根据相邻加工路径之间的关系,规划出过渡圆弧半径的初始值;根据当前过渡圆弧与相邻的前一个过渡圆弧之间的关系,调整当前过渡圆弧的半径值;利用前瞻算法,结合具体的速度规划方式,进一步调整过渡圆弧的半径值,以确保加工过程中刀具既可以加速到路径所允许的最大速度,又可以在减速点前进行有效的减速。试验表明,通过将路径规划过程与速度规划过程相结合,算法在系统允许的误差范围内实现了有效的路径规划,并且最大程度地提高了加工速度,在保证加工精度的同时,提高了加工效率。

实时化的Linux系统及其实时性能的研究

在对 L inux系统的主要实时化方法和几种实时化的 L inux操作系统进行综述的基础上 ,面向运动控制应用 ,重点介绍和分析了 RTL inux系统及其实时性能 。

一种新型的Jerk连续加减速控制方法研究

传统数控加工中加减速控制采用直线加减速方法和指数加减速方法但加速度都存在突变,使机床产生柔性冲击,现国内外一些先进的CNC系统采用S形曲线加减速方法,但S曲线实际上可看作是分段的多项式形式,其加加速度是分段恒定的,存在的不连续点使加加速度在某时刻突变,仍会导致机床整个运动中存在冲击和振动。为此提出一种基于加加速度控制的加减速控制方法,采用限制加加速值,并利用滤波器对加速度进行光滑处理来减少加工中由于加加速突变而产生的机床振动,进而实现高表面质量加工,同时又能达到机床良好的加减速性能。

基于通用运动模型的五轴机床后置处理

在分析各种五轴数控机床结构的基础上,运用机构学理论建立一种通用的五轴机床机构学模型。利用齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析得到通用五轴机床结构的形状创成函数,通过对形状创成函数进行逆向运动学分析得到五轴数控数据完整的表达式,实现了各种配置类型的正交和非正交五轴机床数控数据的通用表达和不同类型五轴机床之间数控数据的相互转换,提高了数控代码的通用性和可移植性。最后基于通用模型,使用C++和QT开发出了一种五轴机床通用后置处理程序,并通过VERICUT仿真软件和实际加工验证了所开发的后置处理的可行性和高效性。

五轴端铣3D刀补中运动突变的处理

五轴联动数控系统执行端铣3D刀具半径补偿功能时,当刀轴矢量与曲面法矢量非常接近时,相邻插补点处的半径补偿矢量会出现转角过大的现象,从而引起机床直线轴的速度突变。在建立切触点到刀心点再到机床轴的传递关系的基础上,分析半径补偿矢量存在奇异解并引起机床轴运动突变的原因。以平底刀为例给出相应的控制算法。通过旋转优化奇异区域内各插补点处半径补偿矢量的位置,消除相邻半径补偿矢量反向的极限现象;通过插值进一步降低速度突变程度,使各轴速度都降至最大允许值以内。与直接使用相邻插补周期的半径补偿矢量进行赋值的方法相比,该算法通用性更高,对突变的处理效果更好。仿真试验证明了该算法的正确性和有效性。

一种基于分层结构的音乐自动分类方法

音乐分类在音乐信息检索中占据重要地位,自动的音乐分类方法可以在降低花费的同时取得良好的精准度.传统的平面型音乐流派分类方法主要从全体数据集出发使用若干特征作为分类依据,导致分类效果并不太好.本文考虑了音乐文件本身的属性,结合统计学方面的特征,提出了基于分层结构的分类方法.该方法首先使用K-Means聚类方法以分析不同类别间的关系,并构造类别层次关系图,在此基础上使用支持向量机方法进行分类,通过使用不同的特征集合,保证了分类的准确率.该方法在GTZAN数据集上进行了相关实验,实验结果表明本文所提出的方法能够取得较好的分类准确率.

高速加工中速度规划算法的研究与实现

针对数控系统高速加工过程中由于启动/停止时速度不平滑,加速度突变导致数控机床振动的问题,结合滑动平均滤波技术和三次多项式型速度规划方法提出一种新的S曲线加减速控制方法.对该方法所得速度、加速度、加加速度进行理论分析,证明了该方法不仅能保证数控系统速度、加速度连续,而且加加速度连续.在数控系统上的实际应用表明了该方法的有效性.

五轴加工用刀具中心点插补算法的设计与实现

针对数控系统在五轴加工中,只能提供机床坐标系下轴指令编程的问题.基于双转台五轴机床运动学转换关系,综合考虑机床动力学约束和加工路径约束,通过在实时插补中完成工件坐标系下编程指令到机床控制点的转换,来实现五轴加工用刀具中心点插补功能.使得数控系统可以在旋转轴插补的同时,自动对控制点进行实时补偿,确保刀具中心点位于编程轨迹,从而使五轴加工程序能够在不同配置结构的机床上运行,简化加工程序编制,增强程序代码的可读性.

工业控制网络的信息安全及纵深防御体系结构研究

工业以太网技术的引入和通用标准协议的使用导致工业控制系统面临着严峻的信息安全问题.为了从本质上分析工业控制系统的安全需求,对比了工业控制系统和信息系统的区别.从系统特征分析,工业控制系统属于信息物理融合系统.重点分析了工业控制系统的工业控制网络存在的脆弱性.将工业控制网络划分为不同的层级,不同的层级对应不同的安全域.根据纵深防御的基本原则,给出工业控制网络的多层纵深防御体系结构,针对不同的层级进行相应保护.分析了工业控制网络纵深防御体系结构中边界防御的关键技术,防火墙技术和入侵检测技术.这些技术的研究和发展,为工业控制网络的边界安全提供了保障.

五轴机床通用运动学模型的设计

在分析三种典型的五轴机床结构的基础上,运用机构学理论建立一种通用的五轴机床机构学模型,该模型拥有3个平移自由度和4个旋转自由度,同时在工件端和主轴端分别有两个旋转自由度.利用齐次变换矩阵和正向、逆向运动学相结合的方法对模型进行分析,得到五轴NC数据完整的表达式,实现了各种类型的五轴机床NC数据的通用表达,不仅可以将任意坐标系下的刀位数据转换为NC数据,同时实现了任意结构五轴机床之间NC数据的相互转换.该模型的建立不仅使数控系统具备了空间坐标变换的能力,还为开发具有五轴加工功能的高档数控系统打下了统一的空间运动学基础.

基于实时插补的五轴加工非线性误差控制

五轴联动加工线性插补运动时,因旋转轴的影响,机床控制点的运动将使刀具中心偏离编程轨迹,产生非线性误差.以刀具工作台混合型五轴机床为例,在分析该类型五轴加工中非线性误差形成理论基础上,提出一种基于实时插补的非线性误差控制方法,在基于进给速度规划的轨迹插补之后,对插补中相邻插补点之间的非线性误差进行控制.最后通过仿真分析对该方法进行了验证.

SIP协议测试方法和测试工具的研究

介绍SIP性能测试领域的一些技术背景,包括在测试中使用的性能评价标准以及测试方案.在对SIP性能测试方法和测试工具综合研究的基础上,设计一种新的测试工具的工作模式以及媒体流的传输机制,使得这种测试工具能够支持大量的媒体流并发的测试,并且突破了对于媒体源进行编解码的难点,提出一种新的解决方案.这种SIP性能测试工具可以为被测系统提供全面准确的性能测试结果,提高了测试结果的可信度.

抵御SIP分布式洪泛攻击的入侵防御系统

针对SIP分布式洪泛攻击检测与防御的研究现状,结合基于IP的分布式洪泛攻击和SIP消息的特点,提出了一种面向SIP分布式洪泛攻击的两级防御分布式拒绝服务(DDoS)攻击体系结构(TDASDFA):一级防御子系统(FDS)和二级防御子系统(SDS)。FDS对SIP的信令流进行粗粒度检测与防御,旨在过滤非VoIP消息和丢弃超出指定速率的IP地址的SIP信令,保证服务的可用性;SDS利用一种基于安全级别设定的攻击减弱方法对SIP信令流进行细粒度检测,并过滤具有明显DoS攻击特征的恶意攻击和低流量攻击。FDS和SDS协同工作来实时检测网络状况,减弱SIP分布式洪泛攻击。实验结果表明,TDASDFA能实时地识别和防御SIP分布式洪泛攻击,并且在异常发生时有效地减弱SIP代理服务器/IMS服务器被攻击的可能性。

基于机器视觉的工业机器人工件定位

机器人视觉技术与信息技术一样,在强化产业竞争力方面极为重要.同时,视觉技术与机器人的结合,会大大提高生产效率,最大限度的保证生产中的人身安全.因此,对工业机器人视觉技术的研究具有十分重要的意义.结合实际生产需求,为实现机器人利用视觉技术获取目标工件矢量数据信息,对比分析已有图像处理、轮廓检测、最小外接矩形检测等方法,并加以改进,提出一种较为准确高效的工件矢量数据数据获取方法.试验结果表明,本文方法能够准确快速的对目标工件进行定位,获取矢量数据信息.

基于实时组件的可重构数控系统研究

针对可重构数控系统存在的行为与定时问题 ,将调度机制引入基于口的组件 ,提出一种实时组件模型 ,并以此为基础建立了层次化多模式的数控系统体系结构 .该结构通过层次化有限自动机描述系统的控制行为 ;通过组件网络刻画系统的定时特性 ,为分析可重构控制器构形的变化提供了有效的手段 .针对