一种五轴机床检验试件轮廓误差的处理与显示技术研究

以一种S形的五轴数控机床检验试件为对象,研究一套实用的型面误差处理、分析和显示技术,对型面进行重构,将型面上的微小误差进行夸大,以便可视化表达。根据理论型面的点云数据,采用线性插值的方法对S试件的理论表面轮廓进行重构,并将三坐标测量仪的法向误差数据加入到重构后的模型中,运用数学分析软件Matlab对误差数据进行处理,采用灰度显示和等高线的方法给出误差的两种显示结果。通过检验试件的误差可视化,得到了直观的误差分布,对快速评判检验试件型面质量,指导机床调整维修具有良好效果。

面向金属切削过程数值模拟的材料本构方程和刀-屑摩擦特性

为了提高金属切削过程的数值模拟精度,围绕与其密切相关的材料本构方程和刀-屑摩擦特性展开研究。针对铝合金7050-T7451材料,采用分离式霍普金森压杆实验(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)获取材料本构方程,采用正交切削实验获取切削过程的刀-屑摩擦曲线。对AdvantEdge FEM软件进行二次开发,输入材料本构方程和刀-屑摩擦系数,研究切屑厚度、剪切角、应变、应变率等切削过程典型特征随切削参数的变化规律。结果表明:所提出的数值模拟方法对切削过程的典型特征具有很好的预测效果,在AdvantEdge FEM软件中输入合适的材料本构方程和刀-屑摩擦系数能够明显提高数值模拟精度。

L_(CR)波应力检测中互相关时延估计的误差分析

根据声弹性理论,将应力检测转化为超声波的传播时延估计,建立基于互相关时延估计的临界折射纵波(LCR波)应力检测系统。LCR波在发射、传播及接收过程中存在各种影响因素,这些因素导致接收到的LCR波波形及信噪比发生了较大变化。通过克拉美罗下界(CRLB)理论得到这些变化是限制时延估计精度的根本因素。利用MATLAB进行仿真验证,得到了不同的影响因素对时延估计精度的影响不同。

汽车主动锥齿轮总成的刚度优化调节技术

提出一种新的汽车主动锥齿轮总成刚度调节的测量模型，它适用于广泛的汽车主动锥齿轮总成；进行了一系列特性参数试验和测量，效果良好。根据此原理设计和制造出的“自动选垫机”和“自动对孔拧紧机”，实现了汽车主动锥齿轮总成的刚度优化调节。这些设备已用于汽车主动锥齿轮总成自动生产线，显著提高了该总成的装配质量。

五轴多工序加工检测夹具下的误差成本优化分析

为平衡多工序制造系统中质量与成本的问题,提出一种在机检测夹具间接影响质量与成本的求解方式。在该求解方式中,分析了在机检测夹具变量误差的特点,采用状态空间法建立了误差传递模型;分析了在机检测夹具的成本,采用显著性检验的方法建立了检测成本模型,并将检测成本融入包含公差成本和质量损失成本的成本模型中。在此基础上,提出以成本模型为目标函数、误差传递模型为约束条件的优化函数,找出零件满足质量的最优成本。以两类零件加工的质量成本为例,验证了在机检测夹具方式的有效性。

L_(CR)波切向应力检测系统的声时测量研究

该文提出了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(LCR)从表面测量零件内部切向应力的实验方案,并依据固体中超声波传播特性与零件内部应力状态的关系,搭建了基于传播声时的切向应力测量系统。系统中临界折射纵波在被测零件内传播声时的测量采用"过零检测"方式,以减小由不同电子器件间性能差异所造成的测量误差,并利用时间-数字转换芯片实现高精度的时间间隔测量,从而提高整个系统的测量准确性。

基于信号相似性度量的胸外按压训练质量评价技术的研究

心肺复苏是抢救心脏骤停患者的唯一有效途径,其中胸外按压是关键环节。为了对学习胸外按压学员的操作质量进行总体评估,提出了一种基于信号相似性度量的评价方法。基于训练者胸外按压操作全过程的按压深度波形信号,通过特征提取将胸外按压操作转化为一组由时域特征构成的多元时间序列,并利用相似性度量算法进行不同按压信号之间的相似性比较。最后,设计了实验,计算了按压技能不同水平群体的胸外按压信号之间的相似度,实验结果验证了该方法的有效性。

基于RTCP功能的五轴数控机床动态误差溯源方法

RTCP(Rotation tool center point)功能作为目前高档数控机床必备的功能之一,可以大幅减小由于旋转轴运动带来的非线性误差,有效提高机床加工精度。根据刀具刀尖点相对于加工工件相对静止的特点,设定刀具刀尖点不动,规划了有利于研究机床伺服系统动态性能的RTCP轨迹,并进行伺服系统仿真研究,得到刀尖点误差轨迹与机床伺服系统动态性能影响因素的对应关系,并依据此对应关系提出动态误差溯源方法,为数控机床伺服系统参数调整提供理论支持。

以实践教学为切入点提高学生研究性学习能力

针对实践教学存在的问题,为提高本科生研究性学习能力,电子科技大学机械基础教学团队树立研究型教学理念,改革机械基础实践教学,构建从基础到拓展、再升华的多层次实验体系,渐进式培养学生的研究性学习能力,所培养学生受到用人单位的好评。

基于“S”件的五轴数控机床加工性能综合评价方法研究

五轴数控机床由于其结构的复杂性,还没有相应的加工性能检验规范。为了对五轴数控机床加工性能进行评价,建立了基于"S"件试切结果的五轴数控机床加工性能综合评价模型。根据隶属关系构造了综合评价指标体系,基于五轴数控机床加工"S"件的加工质量测试数据提取出特征区域与评价指标,根据序关系分析法计算各层指标权重,利用模糊分析建立了机床加工精度等级综合评价集结函数。最后用样本数据验证了评价模型的准确性。

五轴数控机床转动轴与平动轴联动的轮廓误差仿真分析

以主轴头两摆的五轴联动数控机床为研究对象,对转动轴与平动轴联动加工不同空间位置圆弧时的轮廓误差进行了分析。采用D-H(Denavit-Hartenberg)法对按不同圆弧路径加工时各轴的进给指令计算公式进行了推导,并将指令输入到动态仿真工具Simulink构建的进给系统仿真模型中,比较刀具理想位置与实际位置的偏差,从而得到轮廓误差曲线。通过仿真曲线分析了轮廓误差的分布特性,得到了各参数对轮廓误差影响的对应关系,利用这种关系检测机床,达到提高机床性能的目的,同时为机床的调整与维修提供一种便捷手段。

高速加工运动性能预测方法研究

为了考察数控机床参数约束的运动性能对加工质量和效率的影响,提出一种高速数控加工运动性能预测方法。以进给速度为主要研究对象,利用柔性加减曲线控制方式,考虑机床参数制约、段间转接速度约束,建立多轴联动加工进给速度状态方程。通过综合后续状态约束条件,简化动态规划状态和决策变量的求解,得到进给速度、加速度曲线的预估,并获取进给速度与约束参数、轴速度和约束轴的辨识关系,通过试件切削加工实验验证了所提方法的可行性。

无线传感器网络节能动态任务分配

为了延长网络生存期,减少网络能量消耗,在分析现有无线传感器网络任务分配机制的基础上,提出一种面向分层结构、多跳传感器网络的节能任务分配方法。该算法根据节点工作状态、剩余能量以及能耗,基于熵理论,建立代价函数,结合粒子群优化算法,实现优化任务分配策略。同时,针对无线传感网络动态变化使当前的任务分配策略可能不再是最优的情况,对任务进行动态调整。仿真实验结果表明该分配机制能有效减少无线传感网络计算时间和网络能耗,提高网络寿命。

一种机器人寻线控制系统

介绍了一种机器人寻线控制系统。该系统在单片机的控制下,采集、存储、处理寻线系统输入的数字信号,并通过驱动系统来控制步进电机,使机器人按照预设的路线行走,该系统还具有自动纠偏、准确可靠、抗干扰能力强等特点,为机器人行走的准确性提供了可靠保证。

五轴联动机床联动精度检测及优化方法

提出一种五轴数控机床联动精度快速检测方法:通过特殊检测轨迹下RTCP检测机床联动精度,依据刀尖点误差轨迹分析并溯源与其他驱动轴不匹配的驱动轴,通过优化驱动轴伺服系统参数提升五轴机床联动精度。通过对比优化前后标准检验试件——S形试件的试切质量,验证了该方法的有效性。

多传感器融合在数控机床故障诊断中的应用研究

针对单一传感器无法准确判断数控机床故障类型的问题,提出了一种混合的基于D-S证据理论的处理方法,将多传感器数据融合技术应用到数控机床的故障诊断中。基于以往数控机床故障检测获得的典型样本库,构造各证据在目标故障模式下的信度密度函数,并对其进行归一化处理得到各证据的信度函数分配及不确定度,然后利用改进的D-S组合规则对数据进行融合,进而对机床故障类型做出判断。诊断实例表明,此方法能大大减低诊断的不确定度,提高故障诊断准确率,具有一定的工程应用价值。

新型汽车主锥全自动拧紧机控制系统设计

针对国内已有汽车主锥总成拧紧自动化设备工作不可靠和效率低的现状，研制了一种新型全自动拧紧机。该机器在本体结构设计、力矩参数测量、对孔检测、控制系统设计等方面采用了一系列的新方法，实践证明完全满足工程的需要。

电磁型振动能量收集器研究及发展现状

介绍了电磁感应型振动能量收集器的基本工作原理,根据法拉第电磁感应定律导出了感生电动势和电磁阻尼与能量收集器结构及运动速度的关系。回顾了电磁能量收集器的发展历程和现状,从原始的直线共振型到最新的非共振转动型振动能量收集器,详细梳理了近年来电磁型振动能量收集器的基本结构、工作方式和性能,比较了直线共振型和非共振转动型两类能量收集器的特点及适用环境。根据能量收集器输出能量最大化的要求,从电磁阻尼、升压变换及反馈控制几方面对后端功率输出处理电路的设计特点进行了分析。最后,展望了振动能量收集器的发展趋势。

主减速器总成质量评判方法的研究

根据汽车主减速器的结构和传动性能检测要求,分析了主减速器在运行过程中产生的各种噪声及其原因,依据噪声辐射与振动的关系,分析该振动信号所携带主减速器运行的各种信息。使用工控机在线对主减速器壳振动信号进行采集,提出一种以LabVIEW技术为基础,采用时域和频域两种分析方法对信号进行处理,通过提取混合特征识别主减速器故障的方法。实验表明了该方法的有效性。

基于RTCP的五轴数控机床加工误差影响因素溯源研究

基于数控机床的RTCP功能,采用刀尖点编程的方式,将刀尖点设为相对静止,从而五轴运动轨迹按两个摆动轴角位移变量进行规划,并选取了主轴头的旋转中心点沿空间圆运动的轨迹作为示例。利用建立的数控机床伺服系统模型进行了仿真实验,得到了各轴的位置环增益Gp对刀尖点轨迹的跟踪误差的影响规律,为数控机床加工误差溯源、动态性能优化提供参考意见。