Vibration test of micro machined gyroscope based on high speed photography and SURF

Based on three kinds of dynamic test of MEMS, a dynamic system for the vibration test of micro machined gyroscope based on high speed photography is introduced. Firstly, the architecture of the system hardware is introduced. Secondly, the image tracking performance is compared by the test using the template matching algorithm, the mean shift algorithm and the SURF algorithm. The vibration curve shows that high speed photograph combined with SURF algorithm is faster, more ac- curate, and more suitable for the vibration test of micro machined gyroscope. After the frequency a- nalysis and related interpolation, more characteristics of micro gyroscope can be obtained.

高线生产线吐丝机机械振动超标的问题探究

对高线生产线吐丝机常见的几种机械故障问题进行分析,并提出相关的优化和解决的技术措施。通过规范设备安装步骤、加强设备日常维护以及对设备进行润滑及降温等优化措施,可在一定程度上减少设备的机械振动和磨损,从而减少设备故障发生概率,延长设备的使用寿命。

混凝土无砟轨道标识雕刻机的设计研究

在高速铁路日常运营维护过程中,依靠现场标识找到病害地点是一个非常重要的环节。目前线路标识多为油漆涂刷,容易脱落,对人工依赖性强,维护成本高。提出了一种混凝土雕刻机的轻量化、便携式设计方案,设计了混凝土雕刻机的机械结构、传动系统和电气控制系统等组件,并制造出了样机。该设备能在混凝土无砟轨道上雕刻标识,标识清晰牢固、整洁统一,降低了运营维护成本,提高了施工效率,经现场试验验证各项技术性能参数满足施工要求。该项技术的应用证明了提出的混凝土标识雕刻机设计方案的正确性与实用性。

非均匀有理B样条在线拟合高速平滑插补法

针对连续小线段加工平均速度低、路径不连续和振动冲击大等问题,提出了一种基于非均匀有理B样条曲线拟合的小线段平滑实时插补方法.通过分析连续小线段路径的几何特性及加工工艺,提出了连续小线段的相邻段长度比准则和相邻段临界夹角准则来选择满足要求的数据点集;根据凹凸性准则对可拟合点集分段后拟合为参数曲线,通过直线和参数曲线混合插补实现连续小线段的高速平滑加工.仿真和试验结果表明,该方法能够有效地提高加工速度,减小加工过程中的振动,同时保证加工精度.

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。

三次多项式型微段高速自适应前瞻插补方法

为实现微段的高速加工,提出一种三次多项式型高速自适应前瞻插补方法,该方法的实现包括前瞻插补预处理和实时参数化插补两部分。插补预处理时,按轨迹转接点最高速度确定、减速点位置自适应前瞻确定和整体跨段转接点速度校核三个步骤建立连续微段的高速自适应前瞻控制策略。实时插补时,基于三次多项式加减速控制模型为被前瞻插补多微段建立整体跨段参数化插补算法。结果表明,提出的方法能实现连续微段间进给速度的高速衔接与高速加工时减速点位置的前瞻确定,从而大大缩短加工时间并提高加工效率。该方法已成功应用于多坐标数控高速微细加工系统中。

三次多项式型微段高速加工速度规划算法研究

为满足高速数控加工的要求,提出了一种三次多项式加减速控制模型。该模型能保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生大的冲击。针对连续微段的高速加工,建立了满足最大速度、最大加速度、几何运动轨迹及长度约束条件下的轨迹速度规划策略,并给出三次多项式型速度规划算法的实现流程图。试验结果表明,该算法能实现连续微段间进给速度的高速衔接,大大缩短加工时间并提高加工效率。该算法已成功应用于多坐标数控高速微细加工系统中。

连续小直线段高速高精插补中的动力学约束条件

针对连续小直线段高速高精插补算法中起始点和终止点的速度规划,建立了包含机床加减速性能、转接处误差控制、最大加速度以及机床负载功率等的速度约束条件·通过仿真实验得出:当连续小直线段间拐角较小时,机床加减速性能是影响加工效率和表面精度的最主要因素;当拐角增大到一定程度时,误差的限制成为约束速度提高的主要矛盾;当拐角较大时,机床的最大驱动力矩起到主要作用·

微细切削加工用微主轴的性能要求及其研究现状

近年来航空航天、国防、微电子、现代医学和生物工程等行业对精密/超精密三维微小零件的需求日益迫切。微细切削加工技术由于不仅可以实现多种材料复杂形状三维微小零件的加工,而且工艺设备体积小、能耗低,所以越来越受到世界各国的广泛关注。微主轴作为微机床的核心功能部件,直接决定了微机床的性能及微细切削加工技术的发展和应用。因此有必要对微主轴的性能要求及其研究现状进行系统分析和深入总结。系统分析微细切削加工用微主轴在切削力、转矩、回转速度、回转精度等性能方面的具体要求;全面评述微主轴在结构设计、高速动力源、高速精密支承轴承、刀具夹持、控制补偿等几个关键技术方面的研究现状;对比研究现状与性能要求,详细指出现有微主轴存在着转速达不到要求、高转速下刀具的跳动大、负载特性差等几个主要问题,并针对性地提出比较可行的改进措施;同时对微主轴的发展趋势进行预测和展望。

面向高速加工的微小线段平滑过渡算法研究

为满足微小线段高速加工的需求,在分析现有微小线段过渡算法不足的基础上,建立了圆弧过渡矢量夹角数学模型,并给出一种基于过渡圆弧的微小线段平滑过渡算法.该算法能够根据加工精度和微小线段长度确定出微小线段的转角点和过渡圆弧的大小,并可通过机床机械特性来限制过渡圆弧的最大进给速度,从而能够在保证加工精度和满足机床机械特性的条件下,最大限度的提高微小线段加工速度.最后对所提出的过渡算法进行了实际加工验证,验证结果表明该算法具有过渡平稳、误差易控、转角速度高的特点,可实现微小线段的高速和高精加工.

连续小线段高速加工插补技术综述

高速加工技术己在工业发达国家得到应用,并取得了极其显著的经济效益。由于受到关键功能部件等核心技术的制约,我国高速加工技术的发展处于不利地位。文章在简要介绍小线段插补基本原理的基础上,结合已有研究,总结并详细阐述了连续小线段高速加工插补技术的曲率描述算法、前瞻控制算法、加减速控制算法和拐角平滑过渡算法等方面的主要研究内容及方向。

高速微型球轴承摩擦力矩分析与试验研究

基于热弹流润滑理论建立高速微型球轴承摩擦力矩理论分析模型,并借助于高速精密微型轴承试验机,在轴承内圈旋转工况下,进行试验验证。分析与试验结果表明,轴向预紧力一定时,摩擦力矩随转速的增加而增大。建立的理论模型适用于高速微型球轴承的分析,也可用于分析轴承载荷、环境温度、结构参数、润滑油特性以及轴承工况等对高速微型球轴承摩擦力矩的影响。

一种连续小线段高速插补算法

为使自行研发的机床数控系统具有连续小线段高速加工能力,该文以离散的方法建立了一种全新的插补算法。该算法以级数求和的方法推导了S型加减速控制模型,并以小线段夹角为参变量控制拐点通过速度建立了小线段速度衔接模型,在此基础上,算法将插补过程分解为插补预处理及插补点计算两个步骤,预处理中对小线段进行速度规划并设计了线段间速度的递推处理方法,插补点仅需根据当前速度及线段方向向量即可求出。通过对系统输出的插补点数据分析以及数控系统实际运行测试表明:该算法的加减速控制连续平滑,小线段加工程序具有较高的运行速度。

阴极高速旋转对微细电化学钻孔加工精度的影响

微小孔在航空航天领域有广泛应用,而微细电化学加工是一种比较理想的微小孔方法。对工具阴极高速旋转条件下,工具阴极表面形成具有一定绝缘效果气泡层的现象进行了研究。分析了工具阴极旋转速度对微小孔电化学加工时半径过切值和杂散腐蚀的影响。结果表明,采用高旋转速度有利于减小微小孔电化学加工时半径过切值、表面粗糙度值和杂散腐蚀,对微小孔的加工精度提高起到了重要作用。

数控系统小线段高速加工中的“拐点问题”

在数控系统的连续小线段高速插补中,由于线段终点速度不为零及插补的离散特征,线段最后插补点与终点不能自然重合,若强行把终点作为最后插补点,可能带来速度冲击.为解决这一问题,本文提出了一种全新的处理方法,在确保没有速度冲击的前提下,允许插补点不通过线段终点,简化了插补算法.该方法产生的最大轮廓误差仅取决于最大加速度及插补周期,在实际系统中进行误差控制十分方便.

工程陶瓷引弧微爆炸加工中等离子体射流的光学特征

引弧微爆炸加工是一种新型工程陶瓷特种加工技术,其能量通过等离子体射流输出,由于加工过程伴随着强烈的光和热,直接测试十分困难。通过高速摄像技术和光谱分析技术,综合对等离子射流的外部形态和内部物理状态进行研究。利用高速摄像,观察射流的外观以及氮化硅和氧化铝两种陶瓷材料加工时的材料去除过程。观察发现,射流直径随电流值的增大而增大,单脉冲加工时蚀坑直径随着加工时间逐渐扩展,蚀坑形状近似为球冠形;结合材料性质,推断出氮化硅陶瓷加工时分解,氧化铝陶瓷加工时直接熔化。对等离子体射流的光谱分析,采用氢原子示踪法,选择Hα谱线进行。分析结果显示,采用斯塔克展宽法获得的等离子体的电子密度在1016～1017 cm–3范围内,满足局部热力学平衡状态,并分析了加工参数对电子密度的影响规律。

多工位组合电极电火花成形微凹槽结构

针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题,提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象,选用NAK80模具钢为型腔材料,铜钨合金(W75%)为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量,对复杂微凸起结构进行分解,形成2组4工位组合电极;采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去除微凸起结构顶端的加工毛刺。最后,利用制备好的多工位组合电极,采用变换工位代替更换电极的加工方式,通过精密电火花成形,依次完成粗、半精与精加工。结果表明:加工的凹槽侧壁与底面垂直度较好,宽度、高度误差在3μm以内,根部圆角在15μm以内,可以满足成型聚合物微流控芯片的使用要求。

电火花线切割加工技术及其发展动向

阐述了近年来国内外电火花线切割加工技术的发展动向、电火花线切割加工技术的发展趋势以及我国电火花线切割加工领域亟待发展的关键技术。

滑移线场理论在正交切削过程中的研究现状

切削是包含弹性变形、塑性变形、断裂、剪切、冲击和热场等诸多力学现象的复杂过程,滑移线场理论是分析正交切削过程的有效力学工具.截至目前,国内外学者利用滑移线场理论已建立了许多中低速条件下的经典正交切削滑移线场模型,为优化切削工艺参数和指导切削过程提供了理论支撑;但是随着高速切削和微细切削的发展,目前的模型无法完全解释切削过程的诸多物理现象.文中回顾70多年来的正交切削滑移线场模型,分析比较了各模型的前提条件和所侧重解决的问题,总结了目前各类模型的特点及不足之处,对滑移线场模型(包括均匀滑移线场、非均匀滑移线场、自由接触滑移线场、受限接触滑移线场、切屑与工件过渡区滑移线线场、刀具钝圆滑移线场、刃口磨损(负倒棱)滑移线场等)进行了总结,并讨论了正交切削滑移线场模型未来的发展方向,为建立高速切削和微细切削条件下的正交切削滑移线场模型奠定基础.

惯性陀螺仪高速精密微型球轴承的动态摩擦力矩特性

针对高速精密球轴承内部动态摩擦力矩对惯性陀螺仪性能的影响问题,在高速微型球轴承拟动力学基础上结合能量守恒原理,考虑润滑油特性,按照摩擦产生的机理建立了摩擦力矩的数学分析模型,对高速条件下不同工况、结构参数和润滑油特性等对轴承内部摩擦力矩的影响进行了分析,并进行了系统的试验研究.结果表明,该数学模型正确可行,可以指导高速微型球轴承的设计、优化和应用.