光学镜片平面行星式研磨加工关键技术研究

在平面行星式研磨加工过程中,研磨盘磨损的均匀性与光学镜片的研磨质量有密切关系。通过对光学镜片在平面行星式研磨加工过程中的运动规律进行分析,建立了差动轮系条件下工件运动的轨迹和速度计算模型,开发了Matlab仿真程序。结合生产实际,对行星轮系条件下工件运动的轨迹和速度进行了仿真,确定了研磨机速比对研磨盘磨损均匀性的影响规律:当速比I1<-1.5时,镜片的运动轨迹在较短时间内遍布研磨盘各处,研磨盘得到均匀磨损,加工质量和加工效率较高。基于仿真结果,通过优化工艺参数,获得了厚度一致性小于0.002mm,平行度小于0.002mm的高质量光学镜片。

基于Qt的可移植力反馈平台的设计与实现

目前力反馈应用程序需要依赖GLUT(OpenGL Utility Toolkit)软件进行场景刷新,必要时需要使用GLUI(OpenGLUser Interface Library)函数库创建简单的用户界面,所实现的交互功能和界面友好性十分有限。针对这个问题,设计并实现了一种基于Qt用户界面库的可移植力反馈平台。该平台通过设计基于Qt的力反馈功能模块,使用计时器刷新模块场景,能够保证图形场景的正确显示和力觉场景的正常渲染。实验结果表明,基于Qt的可移植力反馈平台,保证了程序的界面交互性和友好性,保留了原有程序的跨平台特性,运行时具有良好的稳定性,并为力反馈技术在虚拟油泥造型系统中的应用提供了有力的支持。

基于光学加工的刀具管理建模技术研究与实现

电镀金刚石刀具是光学零件成形加工的重要工具。针对光学加工过程中缺少合理的电镀金刚石刀具管理模型造成管理混乱、生产等待和质量隐患等问题,对现有电镀金刚石刀具在生产车间的管理现状进行分析,利用IDEFO方法建立了一种基于光学加工的电镀金刚石刀具管理模型,并在此基础上优化管理流程。最后结合Visual Basic 2005和SQLServer 2005软件开发了基于光学加工的电镀金刚石刀具管理系统。目前,该系统已在实际生产中投入使用,有效解决了上述问题,效果良好。

支持触觉力反馈的虚拟油泥造型系统

使用六自由度三维鼠标Spaceball 5000和触觉力反馈设备PHANTOM Desktop,设计了造型操作中的双手交互子任务分配模式,完成了触觉反馈力的计算,并基于Open Inventor和Qt应用程序框架,开发了设备的用户接口,实现了带触觉力反馈功能的虚拟油泥造型系统,再现了传统油泥建模过程中通过力触觉控制造型过程的方法。最后,在实际产品开发过程中进行了应用验证,效果良好。

虚拟油泥造型交互方法研究

虚拟油泥造型是一种新的计算机辅助工业设计方法,但目前虚拟油泥造型过程中使用的二维鼠标和键盘等人机交互设备无法体现油泥模型设计师的操作习惯,从而降低了造型过程的真实感和系统的交互能力,增加了造型过程的控制难度;根据虚拟油泥造型系统中刮削、填补和刮补造型操作的特点,考虑到设计操作中较为频繁的视图变换,研究了三维鼠标和力反馈设备的作用机理,提出了采用6自由度的三维鼠标和力反馈设备的新的交互方法,并使用Open Inventor开发包在虚拟油泥造型系统中进行了实现;该交互方法在虚拟油泥造型系统中得到了实际应用,效果良好,为设计人员创造力的发挥提供了一种新的途径。

一种基于材料切除方法的力反馈仿真模型研究

针对目前虚拟油泥造型技术缺少力觉造型控制的问题,提出一种新的基于材料刮削率的力反馈仿真模型。该模型中虚拟反馈力与材料刮削率成正比,计算机虚拟造型时,根据材料属性和单位时间内材料的实时刮削量来计算虚拟刮削力。在基于压缩体素模型的虚拟油泥造型原型系统中,利用Phantom Desktop力觉交互设备,成功地实现了具有力觉反馈的虚拟油泥造型。仿真实验结果证明,该模型可以满足虚拟油泥造型方法的要求,能够有效地增强造型过程的真实感,且稳定、高效。