基于轮廓匹配算法的非标准件在线检测系统研究

随着机器视觉在标准件检测中的应用,基于机器视觉的非标准件检测研究受到越来越多的关注。对符合非标准件在线检测要求的视觉检测方法进行了研究。利用视觉系统,采集非标准件的图像。通过轮廓提取算法,提取工件的轮廓和相应的计算机辅助设计(CAD)模型的轮廓。计算工件轮廓和相应CAD模型轮廓的图形不变矩。比较图像不变矩的近似程度并判断该工件是否符合造型要求。在验证试验中,随机选取19件冲压模具镶块进行了检测方法的检验并在各工件间进行交叉验证。试验结果表明,检测正确率为100%、平均检测用时为1.4 s/件。以CAD图形为基准进行检测,无需事先收集工件的图像。基于图形不变矩进行相似度匹配,对检测环境要求低,硬件的可配置性强。由于只匹配轮廓信息,检测效率高,能满足非标准件在线检测的多样化应用需求。

汽车冲模智能打磨工艺系统研究与开发

为实现汽车冲模打磨设备的智能制造及其产业化,根据汽车冲模的打磨工艺特点,选用SQL Server数据库为后台数据库,以C#语言为基础的Visual Studio为开发工具,WPF为前台开发工具,研究开发汽车冲模智能打磨工艺系统。该工艺系统在指导工艺人员进行生产设备操作方面具有良好的可行性,功能上满足用户的需求。

基于卡尔曼滤波的恒力装置恒力跟随方法

无力传感恒力装置是机器人打磨核心部件之一,由于缺乏对外部负载的感知,存在恒力精度较差的问题。对此研究其恒力跟随方法:根据恒力装置的结构和工作原理建立恒力装置恒力跟随模型;利用卡尔曼滤波器获取恒力跟随模型中的位置、速度、加速度信息,并利用外部负载质量标定方法获取恒力跟随模型中的外部负载质量;在恒力跟随模型参数确定后,根据输出力目标值和恒力装置状态确定气缸进气方向和求解气压大小,继而实现恒力跟随。最后实验结果表明,采用该恒力跟随方法的无传感的恒力装置的恒力跟随精度为3 N,基本满足机器人打磨作业的精度要求,验证了所提出的恒力跟随方法的可行性。

基于改进BP算法的模具零件表面抛光质量预测研究

针对模具零件表面自动化抛光的工艺参数现场调试困难、抛光后模具零件表面质量不一致等问题,提出了基于改进BP算法的模具零件表面抛光质量预测模型。通过采集模具零件表面抛光试验样本参数,构建预测模型输入参数集,将混沌理论、动态权重、动态学习因子和高斯变异策略引入粒子群优化算法(PSO),利用改进后的粒子群优化算法(IPSO)对BP算法中权值和阈值的更新策略进行优化,并构建了基于IPSO-BP算法的模具零件表面抛光质量预测模型,结合快速非支配排序遗传算法(NS-GA-II)建立多目标优化模型,实现对模具零件表面抛光质量的高精度预测以及抛光工艺参数的优化,对比5种常规预测模型,结果表明基于IPSO-BP算法的预测模型具有较高的预测精度。

基于耐撞性能的保险杠轻量化研究

汽车保险杠结构的耐撞性与轻量化之间的矛盾是设计保险杠结构主要考虑的问题。针对某型轿车保险杠系统,通过对原钢制保险杠进行有限元仿真分析,发现该钢制保险杠的性能达不到该车型低速碰撞的要求。因此,为了实现耐撞性和轻量化的目标,将6061铝合金应用到该保险杠系统中,并将碰撞力和质量作为约束条件建立最大吸能的优化模型,以保险杠外侧板厚度、中间板厚度、内侧板厚度以及吸能盒上下板壁厚作为设计变量进行最优拉丁超立方设计,利用LS-DYNA有限元分析软件得到不同变量情况下的信息,采用二阶响应面法拟合出近似函数,结合响应面模型和具有模拟退火过程的ASA算法对5个板件厚度进行优化,在整车碰撞中比较优化后的保险杠和原钢制保险杠,结果证明该设计方案是切实可行的。

基于Halcon的电表铭牌缺陷检测系统

国家电网(State Grid)的快速发展扩大了智能电表的生产规模,电表铭牌作为其中关键部分,在生产中的印刷缺陷检测问题应运而生。利用机器视觉,设计了一种基于生成基准图像的电表铭牌视觉检测方法。联合Halcon软件与C#语言编写缺陷检测系统验证检测方法的有效性,结果表明:检测方法对电表铭牌印刷缺陷检测有较好的鲁棒性,能准确检测出电表铭牌的多种印刷缺陷。电表铭牌缺陷检测系统可用于实际生产中对电表铭牌的缺陷检测。

双立柱堆垛机结构分析与优化

针对双立柱堆垛机重量大、力学性能过剩等问题,以某型号双立柱堆垛机为例,对堆垛机龙门结构进行了优化,以使堆垛机的整体性能达到最优。首先,使用Workbench对双立柱巷道式堆垛机进行了仿真分析,得到了额定载荷下堆垛机的应力和变形情况;然后,采用模态分析方法,计算了堆垛机空载情况下前六阶固有频率和变形情况,对机械结构中的待优化点进行了识别;最后,在以上分析的基础上,通过参数化建模,以堆垛机的龙门结构为优化对象,龙门结构的受力、变形和整体质量为优化目标,提出了3种优化方案;并结合项目实际需求,选择了最优方案。研究结果表明:优化后的堆垛机最大应力和变形分别增加4.82%和9.02%,质量降低9.83%,而强度、刚度仍在许用范围内;该优化可实现堆垛机的轻量化,并提高其运行的稳定性和使用寿命。

基于SVR模型的双锐棱铝合金翼子板成形工艺优化

为了实现双锐棱设计在轻量化材料的设计和应用,以铝合金材料的某车型双锐棱翼子板为研究对象,针对翼子板拉延成形过程中棱线部位滑移线不易控制等问题,采用基于支持向量机回归(SVR)的代理模型,并利用粒子群算法(PSO)建立优化模型寻求最优工艺参数。选取压边力B.H.F.、拉延筋系数ƒ_(1)、拉延筋系数ƒ_(2)、摩擦系数μ为优化参数,以主、副棱线最大滑移量为优化目标,建立了SVR模型并利用PSO建立多目标优化模型寻求最优工艺参数。获得最优工艺参数组合为:压边力为B.H.F.=1281.43 kN,拉延筋系数ƒ_(1)=0.193,摩擦系数μ=0.150,拉延筋系数ƒ_(2)=0.205,将优化后的工艺参数进行仿真求解得出主棱线滑移量为1.92 mm,副棱线滑移量1.31 mm,满足成形仿真判断标准。最后利用优化后的工艺参数以及仿真结果指导现场试模,得到了成形质量良好,无明显棱线滑移的合格零件。研究表明,采用SVR与PSO相结合的方法可以快速、有效地优化铝合金双锐棱翼子板成形工艺方案。

汽车钣金表面缺陷视觉检测装置设计

针对汽车钣金零件表面缺陷检测问题,参考结构光三维成像原理,设计了以DLP投影仪和工业相机为主要工作部件的视觉检测装置,可在钣金表面投射等间距条纹并通过采集图像分析条纹边缘的间距和曲率变化识别表面缺陷。其主要结构特点是投影仪和相机方向相背布置,采用两组反射镜的反光进行图案投影和图像采集。在此结构基础之上,依据检测需求对条纹形式、颜色、反射镜与投影仪和相机镜头的夹角等主要的工作参数进行了试验优选,分别采用正交试验和二分法优选试验得到了最佳的投影图案形式和反射镜与镜头的最佳工作角度组合。为了实现钣金表面缺陷的准确定位,利用OpenCV软件库提供透视变换函数和相机标定函数对采集的图像进行了透视校正和实际坐标转换,使得图像满足了缺陷识别和定位的要求。该装置与现有技术相比,可以有效避免金属板表面纹理带来的缺陷识别干扰;与三维成像检测相比,可以快速地实现表面缺陷的检测和定位,节省了算力资源。

铝合金翼子板锐棱成形模具磨损仿真研究

为了研究铝合金锐棱成形模具的磨损规律,以采用锐棱造型设计的某车型铝合金翼子板为研究对象,利用CATIA软件构建了翼子板拉延成形模具的三维几何模型,并借助Autoform有限元仿真平台对翼子板拉延成形过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果和Archard磨损模型应用Python进行二次开发,建立了可在Autoform有限元仿真平台进行模具磨损分析的模拟方法和流程,从而快速获得翼子板锐棱成形模具的磨损仿真结果。根据磨损仿真结果,对翼子板锐棱成形模具进行了针对性的表面强化处理,提高了翼子板锐棱成形模具的耐磨性,通过大批量生产验证,翼子板锐棱成形模具无过度磨损,可以满足连续应用的需求。研究表明,将Python二次开发应用于Autoform有限元仿真平台,能够高效、准确地得出锐棱成形模具的磨损规律。

双回路线圈连续移动感应加热的数值分析

采用有限元数值计算方法,以带导磁体的双回路线圈为热源,建立电磁场与温度场双向耦合的连续移动感应加热模型,研究模具整形面和刃口在双回路线圈感应加热时的温度分布。结果表明,使用双回路线圈连续移动感应淬火可以得到稳定的模具淬火温度;模具整形面淬火时,集肤深度内热量主要来自感应涡流产生的焦耳热,温升曲线表现为带预热的双峰曲线,集肤深度外热量主要来自高温区的热传导,温升曲线表现为单峰曲线;模具刃口淬火时,有比较明显的尖角效应,温升曲线表现为单峰曲线。