基于改进三角函数加减速的一步拐角过渡法

加减速控制是数控系统的关键技术之一,影响着零件加工时的高效性和平稳性,同时由于传统数控系统在加工复杂的曲线曲面时,需要生成的大量连续微线段,这不仅增加了数控系统的负担,且在拐角处仅G0连续,导致在拐角处频繁加减速和机床振动,降低零件加工效率和加工质量.两步法拐角过渡是先进行轨迹光顺再进行速度规划,不仅步骤繁琐,而且降低了加工效率.因此,针对传统三角函数中最大加加速度只存在峰值导致加工效率降低的问题,本文先对加减速连续性较好的传统三角函数加减速控制算法进行改进,以sin^(2)x作为加加速度的基函数建立加减速规划的模型,并在其运动模型中增加匀加加速度加减速阶段.针对数控加工中连续微线段拐角处加工效率低、插补轨迹连续性低的问题,提出了新的一步法拐角过渡方法.该方法是通过一步法拐角过渡算法在速度规划阶段直接完成轨迹光顺.最后根据轮廓误差和机床各轴动态性能的限制对过渡时间、速度、加速度及加加速度进行约束.实验证明,提出的方法能够进一步提高加工中的加减速柔性,能够利用最大加加速度持续加减速,且在保证加工效率的基础上提高伺服控制的跟随精度,使得误差检测的精度能够满足要求.

连续短线段拐角加工路径平滑算法

数控机床在处理连续拐角路径时,由于存在大量短线段的转接关系,常导致全局路径不连续和不平滑问题.针对该问题,提出了一种最大曲率和最短路径长度约束的路径拐角优化方法.首先,应用曲线曲率与角度之间的映射关系,以齿轮轮廓轨迹为模型,求得平均转角下的最短路径长度,以及五阶样条拟合曲线的最大曲率;然后,通过约束最大曲率和最短路径长度对离散数据点进行插值;最后,采用德布尔三角递推方法再次进行三阶样条曲线拟合,从而获得约束下的平滑拐角路径.实验表明,所提出的方法精度误差在5 mm以内,最大曲率值降低了20%以上,同时B-Spline曲线满足C2连续性,能够有效提高车床的加工效率.

爆轰波拐角传播三维数值模拟

为了研究爆轰波在拐角中的传播特性以及拐角爆轰低压流场现象,用LSDYNA 3D程序对三种常见的拐角装药的爆轰波传播特性进行了数值模拟,清晰显示了爆轰波因拐角处爆轰波传播面积的变化而产生的衰减 增长过程,讨论了侧向三通中爆速的变化情况,并得到了拐角处低压爆轰区的尺寸。

基于分解插补和拐角平滑的机械手轨迹规划

为了实现工业机械手高速高精度加工的目标,提出一种基于分解插补和可控拐角平滑的轨迹规划方法。对工业机械手关节坐标系插补存在的问题进行研究,分析在工件坐标系中进行轨迹插补的必要性;提出一种基于分解方法的工件坐标系插补方法,通过将位置命令分解到笛卡尔坐标,姿态命令分解到球坐标,实现工作空间中的轨迹插补,从而生成高精度线性轨迹;其次,提出一种新的运动学可控拐角平滑策略,通过在关节空间的拐角处使用3段式恒定加加速度曲线来生成平滑的轨迹,可通过改变拐角持续时间来控制由此产生的拐角误差;最后,在6DOF机械手上进行了多段刀具路径测试。结果表明:文中方法能够在3.886 s内以0.01 mm的误差有效地实现刀具的线性运动,并在0.5 mm的自定义公差范围内生成每个拐角处的平滑轨迹,从而实现机械手的高速、高精度加工。

一种有效的基于Freeman链码的拐角检测法

拐角检测在模式识别和机器视觉中有重要作用。本文提出了一种有效的用于检测和确定拐角位置的方法，它能显著地改善现有拐角检测法的性能。该算法基于Ｆｒｅｅｍａｎ链码，它包括三个步骤：（１）排除掉在一条直线上的非拐角点，同时提取出必是拐角的点。（２）估算剩下可疑点的曲率，把曲率大于一阈值的点做为可能的拐角点。（３）挑出每组临近可能拐角点中曲率最大的点为真实拐角点，将其它曲率较小的可能拐角点作为伪拐角点排除掉。实验结果表明本文提出的方法优于现有的拐角检测法，它能准确地检测出同被测对象相一致的拐角点。另外，该方法的处理速度也比现有的拐角检测法快。

拐角角度对爆轰波拐角效应的影响

利用高速摄影技术研究了拐角角度分别为６０‘、９０‘、１２０‘情况下注装ＴＮＴ中爆轰波的拐角绕射现象。结果表明，拐角距离和死区面积随拐角角度的变化而变化。拐角为６０‘时没有明显的爆轰波滞后现象；随着拐角角度的增大，拐角距离减小；拐角为１２０‘时，有死区（ 未爆区） 存在。

9E燃机余热锅炉拐角烟道裂纹形成探讨

深能加纳电厂二期两台9E锅炉拐角烟道角落总是发现有超温问题,超温时拐角烟道角落外部保温层检测到最高超两百度,存在烫伤风险和锅炉热效率损耗问题,在每年的检修检查中都是一项重要的检查项,本文通过9E锅炉在启动过程中锅炉本体受热膨胀的和其他相关联因素寻找问题根源,并提出解决问题方案以及处理后的对比结果,可供同类型锅炉参考。

复杂型腔模具高速铣削拐角加工的研究现状与分析

阐述了复杂型腔高速铣削拐角加工问题。搜集了国内外对型腔高速铣削拐角加工问题的研究资料,描述了型腔拐角加工的研究现状。分别对高速铣削过程中拐角工艺参数优化、数控系统优化和刀具轨迹优化的优缺点进行了分析。

一类拐角问题赏析

各类以拐角为背景的数学实际应用性问题,解法虽异曲同工,却各有新意,本文结合两则典型例题赏析,以拓宽学生思维路径,培养学生的“求同存异”思维.

拐角扩张比与导流片安装角对BHAW风洞流场品质影响的数值研究

以北京航空航天大学4 m×3 m低湍流强度、低背景噪声的大型封闭回路气动声学风洞(BHAW)设计需求为工程应用背景,采用k-ωSST湍流模型进行了数值模拟,分析了在多个扩张比下的拐角导流片安装角对流场的影响。研究结果验证了在不同拐角扩张比下的总压损失系数均随导流片安装角增大而先减小后增大,且存在极小值点,极值点对应的导流片安装角与拐角扩张比呈现正相关。在不同的扩张比下,局部损失系数均随导流片安装角增大呈现先减小后增大的变化规律;相同导流片安装角下,拐角中部导流片的摩擦损失系数最大,导流片安装角的变化对中部导流片(即6~8号导流片)的流速影响较小;随着拐角扩张比增大,拐角出口管道内气流不均匀性增大,最佳导流效果的导流片对应的安装角增大。在综合考虑降低总压损失系数和减小管道出口气流偏角两个设计原则后,BHAW风洞为扩张比为1.17的第一拐角选择44°的设计安装角,为扩张比为1的第二、三、四拐角选择44°、43°、42.5°的设计安装角。通过数值计算验证了风洞试验段的核心区动压系数小于0.2%、速度水平偏角小于0.1°,满足BHAW气动设计要求。

型腔边界拐角精加工刀轨生成算法的研究

在识别粗加工余料区域的基础上,从均匀径向切削深度、平滑刀轨路径等方面考虑,研究并实现了型腔边界拐角处的精加工刀轨生成算法。采用将拐角区域加工分为多个循环进行渐进切削的策略,可减小径向切深。同时,每一切削循环内切削段和空程刀轨段、各循环之间均采用圆弧过渡,刀轨路径满足一阶连续,从而可减小切削力的变化幅度和方向突变,提高加工精度。

面向微线段高速加工的拐角曲线过渡插补算法

针对微小线段高速加工的需求,在分析现有微小线段转接过渡算法不足的基础上,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,探讨轮廓加工精度、相邻线段长度和夹角以及过渡曲线弧长和最大曲率之间的关系。并以此为基础,提出一种基于拐角曲线过渡的微小线段插补算法。该算法根据上述模型确定出相邻线段间既符合轮廓加工精度和微小线段自身长度,又满足转接处曲率连续的拐角过渡曲线,以此来提高相邻线段间的转接速度;计算出受弦高误差和机床机械特性限制的加工速度极小值点以及该点所允许的最大加工速度;通过对相邻速度极小值点间的加工速度进行自适应调整,以提高微小线段的整体加工速度。研究结果表明,该算法可有效地提高相邻微小线段间的转接速度,并大大缩短整体加工时间。该算法已成功地应用于高速雕铣机数控系统中。

跳度限制的拐角运动学平滑算法

针对数控系统在高速加工过程中由于速度或加速度曲线不平滑导致惯性振动等问题,提出一种适用于高速、高精加工的新型拐角运动学平滑算法.该算法通过分析拐角附近的进给参数和跳度限制加速度曲线来精确计算进给运动在拐角处的最大转接速度和持续时间,生成可以精确控制拐角轮廓误差的光顺轮廓轨迹;该轮廓轨迹所组成的刀具路径可达到G3连续,加速度曲线可达到G1连续,实现在拐角处不间断进给运动,显著减少惯性振动和进给冲击.在Windows7系统(2 GHz,i5处理器)下,RTX8.0控制的X-Y实验平台中对比Bézier曲线插补算法,该算法在加工414.2 mm长的刀具路径时,拐角转接运动的持续时间减少近30%,在减少加工时间和提高加工质量方面潜力很大.

基于载荷控制的拐角铣削进给优化

针对模具型腔拐角铣削过程,提出一种考虑刀具变形及铣削力变化的基于载荷控制的进给量优化方法。根据拐角的铣削中刀具与工件接触情况的不同,将铣削过程分为五个阶段,分别分析拐角铣削时刀具切削刃真实运动轨迹,建立拐角圆弧运动轨迹下瞬时切屑厚度模型,提高切屑厚度模型在拐角加工中的预测精度。修正铣削力预测模型,使其满足拐角加工过程不同阶段的要求。选取刀具变形量为约束条件,计算不同阶段的允许最大载荷,利用二分迭代法得到该载荷下对应的进给量值。考虑到数控机床的运动加速度限制,对得到的优化进给量值进行二次优化,以满足实际加工的要求。仿真结果表明,在进给优化后的拐角铣削过程中,载荷变化趋于平稳,加工时间缩短。进行拐角加工验证试验,数值仿真计算和试验测量结果表明,建立的铣削力模型能够很好地预测拐角铣削过程。所建立的优化模型为模具型腔的高精、高效加工提供理论支持。

三峡库区构造和塌陷地震的拐角频率特征

利用频谱分析方法,对三峡数字遥测地震台网记录的ML2.0以上地震进行统计计算的结果表明:绝大多数构造型地震的拐角频率大于5.0Hz,塌陷型地震的拐角频率分布在2.5～4.5 Hz之间;拐角频率较小的塌陷型地震主要分布于煤矿和岩溶管道发育地区,如秭归泄滩和巴东官渡口、火峰等地;拐角频率较大的构造型地震主要分布在断裂构造带附近。

复合材料制件拐角部位超声检测技术

复合材料在航空、航天等领域应用不断增加,制件的结构形式越来越复杂,在很多复杂结构中存在拐角部位,这些拐角部位的检测给无损检测带来困难。通过对资料的分析和试验,介绍了解决复合材料制件复杂结构拐角部位无损检测的方案和思路,并对比分析了各种检测方法的优缺点,认为超声相控阵技术在未来复合材料拐角部位无损检测上具有比较好的应用前景。

二值图像中基于陡变度的拐角点集检测方法

文章认为目前流行的拐角点检测方法有三个缺点:一是在数字图像空间中曲率存在计算误区,因而用曲率定位拐角点不合适;二是导致图像边缘产生拐角的不仅有单点,还有点集,因此不求拐角点集是不妥的;三是大曲率点不等价于拐角点。鉴于此,文章提出一种基于陡变度的拐角点集检测方法,其思想是:在二值图像中,图像边缘可看成是一维流形,陡变点集将一维流形分割成大小不等的光滑流形段,如果光滑流形通过该陡变点集后方向发生急剧改变,则此陡变点集是拐角点集。通过实验对比,文章中提出的算法检测结果优于目前流行算法的检测结果。

小型水洞拐角导流片的数值设计

拐角是回流式水洞的重要组成部分，对实验段流场的品质有着重要的影响。本文针对某小型高速水洞中的第四拐角，利用RNGk-ε湍流模型，对比模拟了导流片对拐角流场的影响。针对一种等厚圆弧形导流片的长度、布置等进行了对比计算。结果表明导流片的安装对提高流场均匀性、降低湍动能和减弱二次流等具有非常大的意义，其中半径／边长比为0．2、间距／弦长为0．15～0．25的导流片效果最为明显；文中两种非等间距的导流片分布方式以及-4°和＋4°攻角的情形对流场影响较小。

印制线拐角的频域分析

分析了印制线直角拐角特性阻抗的不连续性及其对传输特性的影响,提出一种设计印制线拐角的新方法.基于时域有限差分法,研究了4种常见印刷电路板(PCB)印制线直角拐角的传输特性和反射特性.结果表明:印制线直角拐角传输特性改善的次序依次为直角拐角、圆拐角、内外斜切45°拐角和外斜切45°拐角,最佳拐角为45°外斜切直角弯曲;印制线拐角特性阻抗与其外斜切45°直角拐角最佳斜切率有依赖关系;对于标称特性阻抗50Ω的微带线,在小于8 GHz的频率范围内,其外斜切45°直角拐角的最佳斜切率约为0.535.

汽车声学模型风洞消声拐角数值计算与试验

运用流体力学数值计算(CFD)以及实验手段对汽车气动-声学模型风洞消声拐角导流片形状、片数、头尾结构对气动和消声性能的影响进行研究.研究结果表明,综合考虑压力损失、流场流动的均匀度和气动噪声对消声量的影响,可以寻找最佳导流片数;半椭圆形头部和尖形尾部导流片有较低的压力损失和气动噪声,避免采用半圆形尾部形状;对模型风洞而言,消声拐角主要应以消除中高频噪声为主.