自动调节进给速度的NURBS插补算法的研究与实现

现代计算机数控系统中已经普遍使用非均匀有理B样条插补,但大多数非均匀有理B样条插补算法都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度。对此,提出了一种限定弓高误差的自动调节进给速度的空间非均匀有理B样条曲线插补算法,它在通常加工时,是泰勒展开式2阶近似插补,而在小曲率半径零件的高速加工时,可以根据曲率半径和限定的弓高误差自动地调整进给速度,保证了轮廓加工精度。加工实例证实了这种插补算法的实时性和实际应用的可行性。

标杆自动垂直平衡仪的研究

为满足在野外勘探和测量、土木桥梁建筑中,测量仪器和建筑物与地平面的垂直度高精度的要求,选用采集精度为0.6′的高精度倾角传感器DX-008D,运用PID调节方法对PWM输出信号的控制技术,研制了一种可自动校准和检测工程用标杆垂直度的自动垂直平衡仪,该仪器可在30秒钟内将工程用标杆的垂直度调整到要求的±3′范围之内,并且保持此状态.该仪器具有结构简单、体积小携带方便、校准精度高、响应速度快和工作性能稳定等特点.

制造信息集成应用技术研究

针对企业信息化系统“信息孤岛”及“低层次集成”日趋严重的现象,阐述了制造信息集成技术对CIMS发展的重要意义,详细论述了不同条件下采用何种制造信息集成技术,并对企业信息集成技术的总体发展方向及方法进行了总结与分析。

基于STEP的网络化制造框架系统初步研究

基于网络的STEP和XML数据共享技术不断发展,STEP-NC数控系统也日益兴起,但都限于网络制造的某个层次。文章针对这两方面的缺点,从两者结合的角度出发,提出了一种新的网络化制造框架系统方案,对其实现原理和应用过程进行了介绍,对系统的特点进行了总结,阐述了其对制造业的影响。

面向激光加工的数控自动编程系统的开发

为提高激光加工数控系统的编程效率,减少编程过程中的人为误差,开发了面向激光加工的图形交互自动编程系统。该系统利用AutoCAD的DXF文件获取图形几何信息,生成优化的激光加工轨迹,输出并校验数控代码,并可以进行加工轨迹的仿真。系统界面友好、工作可靠,具有较好的实用价值。

水导激光微细加工中激光与水束光纤耦合技术

为了保证水导激光微细加工中会聚激光与水束光纤的耦合效果,建立了由一个高精度耦合对准检测调整系统和一个特殊结构耦合装置组成的新的耦合系统,并提出了新的耦合对准方法。由于激光要经过空气层、玻璃层、水层进入水束光纤,因此根据计算结果,采用激光烧斑法来确定会聚透镜与水束光纤起始端(喷嘴孔)的距离;研究了激光在水束光纤中发生全反射的最大入射角;通过流体动力学仿真,设计了腔内流场分布均匀的耦合装置,保证了直径0.12 mm的水束光纤的高耦合品质;研究了激光能量在水束光纤中的衰减,采用特定波长和脉冲能量的激光和特殊过滤的去离子水来减小激光能量在水束光纤中耦合的损耗率。实验结果表明,水束光纤导光长度超过100 mm;采用该耦合技术能够在0.2 mm厚的硅基晶片上以2 mm/s速度切割出缝宽为0.12 mm的均匀窄缝,且几乎无裂纹、无热影响区。该耦合技术能够很好地满足水导激光微细加工的要求。

STEP-NC控制器及其刀轨规划方法研究

为实现产品模型数据交换标准—数控程序在传统数控机床上的应用,提出了产品模型数据交换标准—数控程序的刀轨规划方法。首先,概述了产品模型数据交换标准—数控程序控制器的类型及其3大核心功能模块,分析和研究了刀轨规划过程中坐标系转换问题,给出了利用产品模型数据交换标准—数控程序实体索引映射表规划加工特征刀轨的方法和步骤,着重分析了平面和型腔两个加工特征的加工策略,并基于上述方法给出了具体的规划方法流程图。最后,结合一个基于平面、孔和型腔3个加工特征的产品模型数据交换标准—数控程序实例,将所规划出的G代码程序在配备开放式数控系统HITCNC的3轴数控铣床上进行实际加工,实验结果证明,该刀轨规划方法是正确可行的,并具有一定的通用性。

Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性

利用 YAG激光对 Al2 O3颗粒增强铝基复合材料加热 ,进行车削试验 ,通过对切削过程中的三向切削力、刀具磨损、切削表面参与应力及表面组织成分的分析 ,利用组织错配理论建立了颗粒增强金属基复合材料切削的物理模型 ,阐述了颗粒增强型铝基复合材料激光加热辅助切削的内部作用机理 ,利用物理模型解释了复合材料激光加热辅助切削过程中切削力下降、刀具磨损降低。

刀具涂层技术及涂层刀具切削性能的试验研究

在阐述刀具硬质涂层技术发展新动向的基础上 ,通过车削、铣削及攻丝的切削试验证明 :涂层刀具的切削力总比未涂层刀具的小 ,且不同涂层刀具的切削力减小程度不同 ,在试验的几种涂层刀具中 ,AlTiN涂层、TiCN -WS2

用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略

为实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工,提出了一种用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略。实现该控制策略的数控机床控制器将控制任务分为非实时任务和实时任务两部分。非实时任务包括刀具路径信息中位置矢量的曲线插值计算和刀位矢量的曲线插值计算;实时任务包括位置矢量插值曲线和刀位矢量插值曲线的实时插补计算,以及插补点坐标的逆机床运动变换。加工实验表明,该插补加工方法可以用于五坐标数控机床的运动控制,具有良好的应用前景。

相位法红外无损检测的传热学分析与有限元仿真

由于采用红外热源作为激励的无损检测受到材料对热源吸收特性的影响,将材料对红外波长的吸收系数引入到调制加热的红外无损检测研究中,建立并求解含有内热源的热传导方程,得到相位法表达缺陷信息方式,指出材料的吸收系数对温度变化有作用,对相位无影响.用有限元方法进行了三维热传导仿真,讨论了加热周期、调制频率对实验的影响,并给出结果及分析.

基于图像序列的红外锁相热像检测技术研究

介绍了红外锁相热像技术的发展和应用。红外锁相热像技术是一种主动热成像技术,采用了正弦调制光源作为激励源对试件进行激励,利用Cedip JADE MWIR 550焦平面红外热像仪采集红外图像序列,对其特殊的图像序列文件格式进行了分析,研究了数字信号的滤波算法和热波信号FFT处理算法,并采用Viscal C++开发平台编制了红外图像序列信号处理程序。试验结果表明,开发的基于红外图像序列处理的红外锁相热像软件系统可达到国外同类技术的先进水平。

基于ISO14649标准的STEP-NC程序生成器

为实现STEP-NC程序的自动生成,开发了STEP-NC程序生成器。首先阐述了程序生成器的工作原理和各个模块的功能及其实现方法。详细论述了程序生成器实现中的三项关键技术。最后,结合一个包含平面、孔和型腔特征的AP203文件,利用所开发的程序生成器生成符合ISO14649标准的完整的STEP-NC程序,并通过STEP-NC铣削仿真系统对所生成的程序进行切削仿真。仿真结果表明,所开发的STEP-NC程序生成器是可行的。

基于混合策略的区域增长三角网格重构算法

提出一种对无规则点云进行三角网格重构的区域增长算法.重构网格从初始三角形开始,通过2个采取不同生长策略的生长阶段完成生长.第1阶段生长点分布均匀并且密度相对较高的区域,剩下的部分在第2阶段生长;还提出了一种空间划分方法和选择新点生成三角形的方法,并采用了附加三角形提高拓扑操作的可靠性.实验结果说明该算法是快速有效的.

难加工材料绿色切削刀具磨损试验研究

提出了用过热水蒸气作切削冷却润滑剂的绿色切削技术,研制了小型蒸气发生器;分别在干切削、乳化液和水蒸气为冷却润滑剂的条件下,对硬质合金刀具YG6切削钛合金TC4和高温合金GH4169时刀具的后刀面磨损进行了研究,建立了切削速度与刀具使用寿命的关系式;试验结果表明水蒸气作冷却润滑剂可减少刀具磨损,提高刀具寿命。

开放式数控系统与标准化

为了适应全球化竞争引发的市场的迅速变化,快速构建并重构制造系统,开放式数控系统应运而生。开放式数控系统必须遵循一系列的国际标准或行业事实标准,没有全面的国际标准就不可能有真正的开放式数控系统。概括了开放式数控系统的结构及其接口。外部接口主要是数控系统与企业管理网的接口、与伺服系统的接口、与I/O设备的接口,以及与数控加工程序的接口;内部接口主要是系统的组件之间交换信息的接口,即应用程序接口。阐述了对应于上述各类接口的标准和协议的具体内容,比较了SERCOS,MACRO和FireWare三种标准的主要特性,分析了接口标准的应用现状及发展趋势。研究结果表明,数字式接口将很快取代模拟接口,而SERCOS协议将成为数字伺服接口的发展方向。

绿色切削技术探讨

介绍了绿色切削技术的国内外研究现状和发展方向,分析了干式切削、液氮冷却切削、水蒸汽冷却切削、气体射流冷却切削、低温风冷切削及最小量润滑切削的技术特点、应用条件、存在不足和研究重点。

一种城市轨道车辆轮对参数动态检测新方法

为提高城市轨道车辆轮对关键参数的动态检测精度,提出一种在轮轨接触处开辟"检测窗"的轮对参数非接触动态检测新方法.建立轮对踏面图像采集几何映射模型及检测坐标系,利用坐标变换确立了轮对关键参数的计算方法.根据城市轨道车辆轮对现场实际应用规定,对光切面检测窗口关键参数进行选定.建立轮对参数动态检测实验平台,对轮对关键参数进行了检测试验.结果表明,相对于接触式检测,利用本文提出的方法所获取的轮对关键参数误差均低于1%,说明该方法具备良好的检测精度.在轮轨接触处开辟检测窗进行轮对参数动态检测,可使光源位置和摄像位置基本保持不变,从而可以有效保证轮对参数检测精度.

CIMS应用集成技术问题研究

概括CIMS的发展现状 ,在阐述集成技术对CIMS的重要意义的基础上 ,详细介绍CIMS的应用集成 ,并对CIMS应用集成技术。

宏/微结合双驱动进给控制系统的建模与仿真研究

采用宏/微结合双驱动进给系统能使系统在大行程范围内具有较高的定位精度。本文设计的宏/微结合双驱动进给系统,由交流伺服电机驱动滚珠丝杠作为宏动机构,压电陶瓷驱动柔性铰链工作台作为微动机构。分别对宏动机构和微动机构进行了数学建模。采用双伺服环控制策略,由宏动机构跟踪输入信号,由精密光栅尺检测宏动机构的实际位移进行反馈构成内伺服环;微动机构将宏动机构的跟踪误差作为输入信号,实时进行补偿,构成外伺服环,实现了宏/微结合双驱动进给系统的连续跟踪控制。最后进行了仿真研究,仿真结果表明跟踪幅值为1mm频率为0.4Hz的正弦曲线,采用宏/微结合双驱动进给系统比只采用宏动机构跟踪误差由±1.6μm减小到了±6nm。