发展中的模具先进制造技术

介绍了模具加工的前沿技术———高速数控切削和高速数控磨削的关键技术和发展趋势,探讨了发展面向快速制造的模具特种加工技术,概述了稀土表面工程技术和纳米表面工程技术在模具制造中的应用进展。

液力洗灌器的机械传动技术研究综述

高压水射流清洗技术是工业清洗技术的主流,论述了液力洗灌器的工作原理,指出高压水射流清洗设备的核心部分是机械传动部分,列举了现有洗灌器的机械传动部分的分类,尤其是针对具有复杂机构的洗灌器,从机构选型、传动效率、磨损、传动比、冲刷力以及射程等方面进行了分析和比较,为洗灌器的机械传动应用技术的深入研究提供了理论参考。

计算机仿真技术在制造系统规划设计及运行中的应用

本文概述了计算机仿真技术在制造系统的规划设计及运行中的应用情况,介绍了制造系统中计算机仿真建模的几种方法,对国内外用于制造系统的建模与仿真软件作了简要介绍,并展望了仿真技术在我国制造业中的应用前景。

大直径硅片超精密磨削技术的研究与应用现状

随着IC制造技术的飞速发展 ,为了增加IC芯片产量和降低单元制造成本 ,硅片趋向大直径化 ,原始硅片的厚度也相应增大以保证大尺寸硅片的强度 ;与此相反 ,为了满足IC封装的要求 ,芯片的厚度却不断减小 ,需要对图形硅片进行背面减薄。硅片和芯片尺寸变化所导致的硅片加工量的增加以及对硅片加工精度和表面质量更高的要求 ,使已有的硅片加工技术面临严峻的挑战。本文详细分析了传统硅片加工工艺的局限性 ,介绍了几种大直径硅片超精密磨削加工工艺的原理和特点 ,评述了国内外硅片超精密磨削技术与装备研究和应用的现状及发展方向 ,强调了我国开展大直径硅片超精密磨削技术和装备研究的必要性。

基于自由曲面点云的快速原型制作技术研究

针对不附加任何拓扑和几何信息的云状数据三维重建问题,提出了对点云直接进行分层处理快速制作原型的新方法。在对点集进行空间结构划分的基础上,采用最小距离关联点对方法提取层面轮廓线数据,并对其加以匀化和精整从而直接生成快速成形机的层片接口文件,避免了常规方法存在的耗时和需要很高的造型技巧等不足,而且片面的错误校验与修补等繁琐工作也将不再进行,提高了快速成形前处理的效率,非常适合分层实体制造(LOM)等成形工艺。

管内轮式移动机器人弯道内驱动控制方法

三轮全主动驱动管道机器人的弯道通过性一直是个难题 ,由于三轮差动机构尚未实现 ,机器人的 3个主动驱动轮在弯管内将出现干涉而不能行走。为了使机器人可靠、平稳、快速地通过弯管 ,基于机器人在转弯过程中的阻力负载特性分析的基础上 ,提出了驱动轮独立协调控制转弯的方案 ,并对速度协调控制过程进行了仿真实验 。

基于粒子群算法的三维扫描点云数据在机配准

针对配准过程中经典ICP算法存在的对初始位置要求高、效率低、不易收敛、与加工环节分离等问题,文章提出一种对于扫描点云数据的基于粒子群优化算法的改进ICP配准算法,并嵌入测量-加工一体化设备内,实现配准过程的在机操作。针对使用回转截面线法扫描得到的扫描点云数据,采用弦高差法进行数据的去噪和精简处理,使用改进后的粒子群优化算法进行预配准,再利用基于K-Dtree数据结构加速的ICP算法进行精配准。结果表明:该方法降低了ICP算法配准时对于初始位置的高要求,配准后叶片加工部位偏差处于±0.5mm范围以内。通过基于数控机床和数控系统的实验平台的在机实验,验证了所提出的在机配准方法,能够满足工件下一步加工需要。

因特网、控制网与智能型传感器

控制网与因特网的日益融合与集成 ,客户机 /服务器体系的广泛使用 ,给控制网中的智能传感器赋予了新的网络特性。本文结合现代传感器的发展趋势 ,探讨了面向网络的智能型传感器的组成结构、标准及应用前景。

面向对象的三维壳体非线性有限元程序设计方法

面向对象的有限元程序设计可以大大提高程序的模块化和代码的重用性。本文将结合三维壳体单元模型的特点,介绍如何对其进行面向对象的程序设计。根据非线性有限元的求解步骤,把整个程序框架划分成一些基类,并派生出相应的子类。本文只对其中的几个类(包括它们的派生类)进行重点阐述,并说明它们之间是如何来传递消息,这包括单元类、材料类、非线性方程求解器类、总装类和分析类及它们的子类。

外场驱动无缆微型机器人的行走机理

提出了一种以管道外磁场来驱动控制微型管道机器人行走的方法 ,基于振动原理实现了微机器人的行走。其特点是采用无缆驱动方式 ,使机器人可靠性和实用性都得到提高。其原理是通过管外时变振荡磁场频率的改变 ,借助微机器人磁致伸缩合金微驱动器的磁机耦合作用 ,将时变振荡磁场能转换成机器人弹性腿的振动机械能 ;上下弹性腿的刚度系数不同 ,可将微驱动器的轴向振动转化为机器人的径向振动从而实现机器人的行走。介绍了系统组成及工作原理 ,对行走机理进行了基础性研究 ,建立了机器人运动方程。实验表明机器人系统切实可行 。

基于双幅图像三维重建的不确定性分析

由于得到基于误差传播理论的重建不确定性显式公式并没有直观性,文章在给出三维重建扰动分析模型的基础上,应用多元分析的统计方法研究了图像量化误差、匹配误差、标定误差等对重建精度的影响。采用计算机仿真图像进行实验,向重建模型中输入高斯噪声进行扰动分析,这样有利于对不确定性的评定,仿真实验证明了方法的有效性。最后,对三维重建点的伸展不确定性也进行了可视化。

基于DSP的多轴控制器的研究

开放式体系结构的数控系统以及高性能多轴控制器是CNC系统的发展方向。文章深入研究了以高处理能力的数字信号处理器(DSP)为核心的多轴控制器的实现方案。文章研究的基于DSP的轴控制器,利用DSP强大的处理能力来实现多轴控制器高精度的、实时加工的处理要求。

钛合金微弧氧化钙磷生物膜层形成机制研究

为了利用微弧氧化工艺生成钛合金生物钙磷陶瓷涂层,使用微弧氧化电源,在恒电流条件下制备试样。通过电子扫描电镜和电子能谱仪观测不同氧化阶段涂层形貌和元素组成,膜层厚度变化特点,并分析各阶段微弧放电特性,研究了钛合金微弧氧化生成羟基磷灰石(钙磷)医用陶瓷涂层机制。结果表明,各阶段膜层放电特性不同,膜层先向外生长,后向内生长,且所生成膜层元素成分有区别,致使在微弧放电阶段才有钙磷生物成分生成。结论:若想获得高质量钙磷生物膜层,需使微弧氧化达到微弧放电阶段,但应避免进入弧光放电阶段,所得结论可对研究微弧氧化成膜过程起到一定的指导作用。

TC4合金微弧氧化生物涂层制备及其耐磨抗腐蚀性能

采用微弧氧化覆膜工艺方法在TC4合金表面制备了羟基磷灰石(HA)生物涂层,利用XRD对涂层主要生物成分HA进行分析;并配制模拟人体体液(SBF),对涂层进行了浸泡试验和耐蚀试验;利用摩擦磨损试验机对试样进行耐磨损试验。结果表明,制备出HA生物陶瓷涂层在长时间浸泡后,经过降解和沉淀,质量先减少后增加;磨损量随磨损时间变化,最终呈平稳趋势;此外试验材料所在SBF的pH由7.1变化到7.8,变化不大,涂层化学稳定性好,耐SBF腐蚀性好。试验结论:该种涂层材料能够适于生物体体液环境,并具有良好的耐磨耐腐蚀性能。

基于Huang-Faugeras约束的相机分步自标定方法

提出一种运动变焦相机分步自标定的方法 .因相机在运动过程中其纵横比、主点固定不变 ,可以事先标定 ;在假设像素无扭曲的情况下基于Huang Faugeras约束线性求解焦距 ,只需输入基础矩阵 ,不必预先进行任何类型的投影阵分解或投影束校正 .线性求解焦距避免了非线性法的不稳定性 ,实际数值实验表明文中方法简单实用 .

溶液浓度对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

为了实现在钛合金表面制备微弧氧化膜层含有特定钙、磷比例关系,指导合理配置化学试剂。研究了不同质量浓度且不同钙、磷摩尔比溶液对微弧氧化膜层中钙、磷的影响。实验结果表明,随氧化液质量浓度的升高,膜层中钙、磷含量都降低,而膜层中钙、磷比例升高。溶液中钙、磷摩尔比越高,膜层中钙、磷含量越低。若希望制备某一钙、磷摩尔比的生物膜层,可据此确定不同钙、磷摩尔比的溶液,进而确定钙、磷化合物配比关系。

TC4合金微弧氧化工艺电场结构研究

为了探讨微弧氧化膜层制备工艺理论,需对工艺中能量转变过程进行深入研究。利用微弧氧化电源,在恒电压/恒电流不同条件下制备含有氧化钛和双相钙磷成分的膜层试样,通过扫描电子显微镜观测膜层表面和截面形貌和结构特征;从热能和动能角度研究了微弧氧化系统各组成单元压降情况及系统导热散热特点。结果表明,恒流模式下,随占空比升高,电源电压和膜层压降升高,而工作液压降不变;获得了电源能量消耗组成情况,表征了能量转换过程和膜层范围内电势分布情况。揭示了微弧放电能量转换过程,对该工艺理论研究具有定量的意义。

基于Kruppa方程的相机分步自标定方法

提出一种运动变焦相机分步自标定的方法,即事先标定相机的纵横比和主点,在假设像素为矩形及主点为图像中心的情况下,基于Kruppa方程线性求解焦距.算法中只需输入基础矩阵,不必预先进行任何类型的投影阵分解或投影束校正.线性求解焦距避免了非线性法的不稳定性.实际数值实验表明该方法简单实用.

基于曲线坐标系下扩散方程的形态学开.闭运算

形态学开、闭运算以腐蚀和膨胀为基础 .图像的腐蚀和膨胀统一为笛卡尔直角坐标系下几何制约扩散方程对图像灰度等值线的演化 .针对许多曲面上图像 ,比如柱面帖图 ,球面帖图 ,结合深度信息采用曲线坐标系下的几何制约扩散方程 (曲面上曲线的演化 )来进行形态学运算是一种新的尝试 ,从结果可以看到处理效果明显优于普通的方法 .

电涡流扫描测量的边沿位置反演算法研究

针对不规则面形电涡流检测中边沿几何特征准确提取难题,定性分析了电涡流传感器扫描测量中边沿几何突变对输出电信号的影响机理。提出了综合考虑提离高度与扫描速度的边沿特征反演方法,建立了基于电信号轮廓曲线突变点辨识的边沿特征位置反演算法,实验研究了扫描速度与提离高度对边沿位置的影响规律。与实际标定实验相比,利用本文算法计算出的边沿特征位置反演误差可控制在0.02mm^0.04mm范围内。