基于YoLov5的轴承端面表面缺陷检测方法

针对工业生产中轴承端面表面缺陷检测采用人工目视检测方法存在检测精度低、可靠性差等问题,提出一种基于YoLov5的轴承端面表面缺陷检测方法。首先,为了克服轴承端面表面缺陷样本数据不足问题,提出一种联合Mosaic与Copy-Pasting策略的数据增强方法对样本进行扩充,然后利用YoLov5具有较好的目标检测性能,基于YoLov5模型构建轴承端面缺陷检测模型,实现轴承端面表面缺陷检测。采用工业现场采集的轴承端面表面缺陷图像数据集进行测试实验,结果表明该检测方法可达到94.7%的检测精度。

球头铣刀铣削球面的表面形貌建模与仿真研究

基于齐次坐标矩阵变换原理和矢量运算法则,建立了工件坐标系下球头铣刀扫掠面的数学模型,基于Z-MAP法设计了球形表面形貌的生成算法,利用该算法对球头铣刀分别采用3D环绕法和放射加工法这两种典型走刀路线加工凸球面,并对加工后的表面形貌进行了仿真,通过分析对比仿真结果,发现3D环绕法更有利于减小表面粗糙度。同时,仿真结果和试验结果具有较高的吻合度,表明该仿真方法是可靠的,可以用于实际生产中球头铣刀铣削球面表面形貌的预测。

基于Z-MAP方法的球头铣刀铣削力的建模

瞬时刚性切削力的建模是铣削加工物理仿真的基础,然而,球头铣刀的刀齿形状复杂,加工过程中姿态多变,瞬时刚性铣削力的建模难度较大。在考虑刀具姿态调整的情况下,通过齐次坐标变换建立了刀齿的运动轨迹,提出了一种识别刀具和工件瞬时接触区的改进Z-MAP算法,通过计算当前刀齿的参考线与工件的边界面或刀齿扫掠面的交点求出瞬时未变形切屑厚度,并采用非线性回归的方法辨识了切削力系数,在此基础上使用微元积分法建立了瞬时切削力的计算模型。为了验证仿真模型的可靠性,分别进行了垂直加工和倾斜加工试验,试验和仿真结果具有较高的一致性,表明该建模仿真方法是有效的,可以为实际加工中参数的选择和优化提供理论依据。

基于半解析法的球头铣刀静态铣削力的建模

提出球头铣刀静态铣削力的半解析建模方法。基于齐次坐标变换原理建立考虑刀具姿态调整的刀齿切削运动轨迹方程。用球面代替刀齿扫掠面,将加工过程中刀具和工件瞬时接触区域(简称刀-工切触区域)的识别转换为其三条边界线和三个交点的求解问题,基于齐次坐标逆变换原理提出刀-工切触区域的半解析求解方法。通过Newton-Raphson数值法计算出参考线与刀齿实际扫掠面的交点,获得瞬时未变形切屑厚度。基于改进机械建模法求得微元铣削力,借助齐次坐标变换原理将微元铣削力转化至主轴随动坐标系,并通过积分法求解出瞬时静态铣削力。切削力验证试验表明,所提出的球头铣刀铣削力求解方法可以有效地预测铣削力,与改进Z-MAP法相比具有更高的计算效率。