表面形状为自由曲面零件的装夹设计研究

表面形状为自由曲面零件的夹具设计是机械制造领域中的一个难点问题。但是，该类夹具的设计尚未引起广大夹具设计人员的充分注意，成功的设计范例也为数不多，这一现实已不能满足日益增长的自由曲面零件加工制造的要求。本文结合８６３／ＣＩＭＳ关键技术攻关项目“面向并行工程的计算机辅助夹具设计”的实践并加以扩展，重点讨论了该类夹具设计领域的零件装夹这一难点问题，并根据确定性定位理论与曲面理论给出了自由曲面零件上定位点的选取算法与夹紧点选取策略。

大型自由曲面零件的机器人视觉快速定位方法

针对大型自由曲面零件缺少规则特征导致定位成本高、效率低且精度难以保证的问题,提出一种机器人视觉快速定位方法。设计了自适应分辨率的超体素聚类算法,对不同模型点云进行均匀分割;提出以分块质心点的曲率、夹角以及快速点特征直方图(FPFH)描述子为依据,快速识别出完整CAD模型点云与局部测量数据的重叠区域并求解粗配准矩阵。改进了分支定界(BNB)嵌套迭代最近点(ICP)算法,提出基于关键点的快速精配准方法。以冲压件为对象进行实验验证,结果表明本方法节省了30%以上的配准时间,并显著提高了配准精度,能够解决大型自由曲面零件的定位难题。

超精密慢刀伺服车削零件的面型分析与刀具设计方法研究

研究首先分析总结了当前自由曲面复杂零件超精密慢刀伺服车削加工中的具体加工技术挑战,进而系统地研究了自由曲面零件面型特性,零件面型关键参数提取,零件面型参数与刀具参数之间的关联关系。进一步研究了超精密慢刀伺服车削金刚石刀具的几何参数确定方法;并针对自由曲面零件的可加工性,提出了超精密慢刀伺服车削加工中金刚石刀具选用准则。另外,通过超精密慢刀伺服车削加工实际案例和应用加工试验,证明零件面型分析及金刚石刀具几何参数的合理选用,对实现高效稳定的工业化超精密慢刀伺服车削加工至关重要。

自由曲面光学零件的慢刀与快刀车削技术分析

分析比较了慢刀伺服和快刀伺服两种先进车削方式在机床结构、进刀方式、伺服特点及适应对象等方面各自的特性,并给出了各自可加工光学零件的实例。

自由曲面轮廓零件的寻位加工方法

为解决难以准确定位的复杂曲面零件的加工问题 ,从信息、控制与机械制造工艺及设备相结合的角度出发 ,提出自由曲面寻位加工这一新的曲面加工方法。对该方法所涉及的曲面零件的自动寻位、基于寻位信息的位姿自适应加工控制等关键问题给出了可行的解决办法。在此基础上开发了曲面零件寻位加工控制软件并进行了仿真验证。理论分析与实验结果表明 ,所提出的方法是可行的 。