基于深度学习的目标识别与抓取研究

针对机械臂抓取在工业生产中的复杂作业环境、不同零件之间存在干扰的问题,文章提出了一种基于深度学习的目标识别及抓取方法,以此来减少抓取场景中物体位置的不确定性,提高检测和抓取成功率。采用卷积注意力机制模块(convolutional block attention module,CBAM)对YOLO-V5进行改进,加强卷积网络对图像特征的关注和提取能力,提高检测精度。改进之后的网络平均识别率提高了5.26%,证明了改进是有效且成功的。通过AUBO-i5机械臂、电动夹爪、相机以及六轴力传感器等设备搭建了一套机械臂抓取系统,实验结果表明所提出的方法在实际抓取中可以适应不同的抓取场景,减少外界干扰,提高抓取成功率,具有良好的应用前景。

深孔加工孔轴线偏斜的分析与研究

针对深孔加工孔轴线偏斜问题,从加工方式、导向套装配偏差以及导向套与钻头的配合间隙三个方面进行了研究和分析,分别介绍了这些因素对深孔轴线直线度产生影响的机理。建立了钻杆钻头系统模型,使用ANSYS软件分析了导向套装配偏差对钻头预钻倾角的影响。研究表明通过选择合理的加工方式、提高导向套装配精度、加长钻杆夹持长度、减小导向套与钻头的配合间隙等方式,都能很好地控制加工过程中钻头的走偏,减小孔轴线偏斜,降低产品报废率。

深孔加工多级曲面负压抽屑系统的设计与研究

针对深孔加工过程中的排屑难问题,在分析现有负压系统理论的基础上,设计多级曲面负压抽屑系统,研究其工作效率与负压喷射系数及喷射间隙倾斜角度之间的关系,从理论上推导并证明其工作效率优于传统负压抽屑装置,建立仿真模型,并利用ANSYS FLUENT软件对其进行仿真分析,多级曲面负压抽屑系统能够很好的降低了切削液的入口压力,大大提高了工作效率,实现了高效排屑的目的。

深孔加工变负压抽屑装置的设计与研究

深孔加工技术一直是机械制造业中的关键技术,其中加工过程中高效排屑又是深孔加工过程中尤为重要的一个环节。针对深孔加工过程中切屑形态不稳定所形成的轻微堵塞的问题,通过分析研究现有的负压抽屑装置,设计脉冲式变负压抽屑装置,并研究其变负压的形成理论关系,从理论上证明形成变负压的可行性,通过ANSYS FLUENT软件进行仿真分析。脉冲式变负压抽屑装置使负压抽屑装置所形成的抽吸力可以脉冲式的变化,使切屑受到松紧不一的抽吸力,轻微堵塞的切屑在变化的抽吸力的作用下改变方向后能顺利的排出,从而尽可能的避免加工失败,提高工作效率。

基于灰色关联分析的纵扭超声辅助对电火花微孔加工影响评价

TC4钛合金是航空航天领域经常加工的材料,由于其难切削的特点通常使用电火花进行加工,但存在加工效率与废屑排除的问题。纵扭超声振动可以有效优化如上弊端,但目前没有严谨定量的科学分析证明纵扭超声辅助对电火花加工的优化程度。因此提出纵扭超声辅助电火花放电能量模型,阐明放电机制以及放电能量的影响因素;设置单因素试验和正交试验,通过显著性T检验探索纵扭超声振动对电火花加工的影响程度,通过建立灰色关联分析模型分析电参数的影响权重并选出最优参数组,最后通过打孔试验验证了选优结果的正确性。研究结果表明:峰值电流和脉冲宽度对加工效率和质量的影响较为明显,引入纵扭超声振动明显改善了电火花加工性能,最优峰值电流从2 A提升至3 A,脉冲宽度从125μs提升至150μs,材料去除率提升了83.8%,相对电极损耗率、孔锥度和表面粗糙度分别降低了33.7%、22.3%和16.4%。

TC4钛合金深孔钻削方式和轴向力研究

针对钛合金钻削过程中的轴线偏斜问题,基于Abaqus对钛合金两种不同的钻削过程进行仿真,建立钻杆的有限元模型、数学模型,并将轴线的偏斜问题转化为两种不同钻削方式的轴向力大小问题。得出结论:在工件速度为180~900 r/min时,钻头与工件同时反向旋转时,轴向力随着工件速度的增大而减小。并对该方式进行工件转速为900 r/min的不同钻头转速、进给量的16组试验,结果表明:在钻头转速为900~1 800 r/min之间、进给量为0.02~0.08 mm/r时,平均轴向力减小了33.4%。因此,可以采用该钻削方式减小偏斜量。

深孔加工中浮动环的液力纠偏研究

针对深孔钻削加工过程中钻杆易偏心、切削液对钻杆作用力的研究现状,利用流体力学理论和液体动压润滑原理,分析了深孔加工过程中浮动环对于钻杆纠偏的作用机理。对带有浮动环的BTA深孔加工钻削系统建立数学模型,对油膜厚度的表达式进行推导,并进一步推导了浮动环产生的油膜压力的表达式。利用数值算法对油膜压力进行近似求解,利用Fluent软件对带有浮动环的BTA钻杆系统进行流体仿真分析。研究结果表明:浮动环以一定的转速旋转,形成楔形油膜对钻杆具有纠偏作用。

EA4T动车组空心车轴深孔加工工艺研究

内孔是动车组空心车轴上的重要加工部位,其加工质量的好坏直接影响到车辆的后续检修工作。针对空心车轴的结构和材料特性,结合深孔工件的加工特点,制定合理的加工工艺。通过理论分析及加工经验选取合适的加工刀具并确定合理的切削参数。结果表明:采用该工艺对动车组车轴进行深孔加工,经检测内孔表面粗糙度Ra0.8μm,孔直线度为0.15 mm/m,均符合产品加工要求。

麻花钻在钛合金深孔加工中的应用研究

针对钛合金材料深孔钻削的加工特性,对钻削系统、钻头结构、刀具材料和进给量进行了分析研究,达到改善钛合金深孔钻削加工性能的目的。同时使用修磨过钻头横刃并优化几何参数的麻花钻钻头对钛合金材料进行深孔钻削试验,钻削直径20 mm深120 mm的通孔。通过对试验结果的分析,确定出合理的钻头几何参数。

深孔加工脉冲负压排屑装置的设计研究

深孔DF系统的负压排屑装置采用恒压供油,易产生堵屑现象。针对此问题,设计了一种脉冲式供油装置,建立了该装置的脉冲流体数学模型。基于FLUENT软件对脉冲式供油时,不同射流速度产生的负压效果进行了仿真试验,得出了脉冲式供油能使排屑通道中产生不断变化的负压值。研究结果表明:基于负压排屑理论设计的脉冲负压排屑装置能有效改变排屑通道中的负压值,使排屑通道产生松弛结合的抽屑效果,提高深孔加工中的排屑效率。

基于磁流变液深孔钻削颤振抑制技术的研究

在传统的深孔加工过程中,切削振动很难抑制,只能凭借加工经验来判断和处理。本文利用磁流变液减振器来抑制振动,详细分析了磁流变液减振器的三种工作模式:流动模式、剪切模式和挤压模式。通过对深孔加工系统模型的分析得到系统动力学方程,并利用MATLAB/Simulink对系统动力学模型进行仿真分析,验证其可行性。比较分析结果表明,磁流变液减振器能够有效抑制深孔加工的切削振动。

压电传感技术在深孔钻杆涡动控制中的应用研究

对深孔加工中钻杆涡动失稳的控制方法进行了研究,对钻杆的受力情况及运动形式进行了分析。基于模糊控制理论方法,结合压电传感技术,提出一种钻杆涡动的横向位移的控制方法。并对控制方法进行了试验验证,试验结果表明了压电主动控制方法的合理性,对钻杆系统的涡动控制的研究具有实际意义。

深孔加工系统流场的数值试验研究

针对切削液系统理论分析方法局限性大、建立数学模型难这个问题,通过最小二乘法建立数学模型。根据深孔加工BTA系统的流场特性,运用CFD软件Fluent对BTA系统内部切削液流场进行数值模拟试验分析,并建立了切削液流场的数学模型,为研究深孔切削液流场在线监测提供了理论基础。

基于磁流变技术的深孔钻杆阻尼器的设计与研究

针对BTA深孔钻削中钻杆颤振的问题,设计了一种新型的混合模式磁流变液阻尼器,其结构布局合理,提供的阻尼力大,可以通过结构变化进行控制。同时,对BTA深孔钻杆系统的振动及其对工件的作用效果进行了分析。在T2120深孔镗床上进行试验验证,结果表明,阻尼器实用可行,能够减小钻杆的颤振,在不同的电场强度下减振效果不同。

深孔直线度光电测量技术

基于光电原理,提出了一种利用输出电压的变化规律来准确测量深孔直线度的方法。分析了光电探测器发生平移运动和旋转运动时造成的实际孔心的变化规律。基于最小二乘原理,推导了深孔直线度与输出电压的关系,为深孔直线度光电测量提供了理论基础。利用光电测量原理,设计了一种具有自定位功能、实时显示深孔直线度误差的光电测量装置,可实现深孔直线度的无损自动检测。

高速深孔加工顶紧系统设计

高速深孔加工过程中,加工速度快,切削液的流量和压力较大,工件和授油器能否稳定连接是影响加工过程可靠性的关键因素之一。高速深孔加工在不同工况下连接工件和授油器的顶紧力大小要求不同,并且对工件夹紧时顶紧力精度的要求较高,文章采用PLC控制自动调节顶紧力的大小,有效的提高了高速深孔加工效率与稳定性。

深孔轴线直线度检测装置设计与研究

文章提出从孔轴线微元角度研究深孔轴线直线度的方法,分析了深孔实际轴线与理想轴线之间的三种关系,设计了一种基于平行光源和四象限探测器的直线度检测装置,探讨了光斑中心微位移检测原理,并提出在计算机辅助下利用光斑面积比值法检测微转动量的思路,从而更为全面地反映深孔轴线直线度水平。

动车空心车轴中孔加工工艺与装备研究

针对动车车轴中孔加工过程中轴线易偏斜、孔的表面粗糙度难以保证的问题,从结构和材料分析,对其加工工艺及装备做了研究,从工装设计方面,利用支撑架及导向套等措施解决加工过程中BTA单齿钻的偏斜问题;从加工工艺方面,利用"二次珩磨"保证孔的表面粗糙度。结果表明:采用该工艺加工动车空心车轴中孔,孔的直线度可达到0.05mm/m,内表面粗糙度可达到Ra(0.2-0.4)μm,均能够满足相应的技术要求。经检验,动车空心车轴内部探伤无缺陷,符合标准。

准干式深孔钻削中温度场与刀具磨损的仿真研究

在金属钻削过程中,钻削区的钻削温度对刀具的磨损和加工质量影响严重。为了分析在钻削温度场影响下刀具磨损的变化规律,利用Pro/E建立了枪钻的三维模型,设置不同钻削参数,并采用大型商业有限元分析软件DEFORM-3D对钻削过程进行仿真模拟,模拟分析了不同钻削参数下钻头温度变化和温度场的分布,以及钻头磨损情况。通过分析和研究,随着温度的升高,刀具的磨损呈现一定的线性变化。这为合理选择钻削参数和刀具制作工艺提供了重要的指导意义。

基于光视觉技术的深孔直线度检测系统

为了解决深孔直线度的高精度检测问题,利用线结构光视觉技术得到能够反映深孔截面形廓与位置的一对椭圆光弧;利用光纤传感技术将激光传送至光学系统并将得到的椭圆光弧图像传送给CCD相机;设计了相配套的自定心、自调节半径的自定心进给机构;针对在实际应用中一对椭圆光弧对不能严格共面问题,提出了利用坐标变换法等知识实现光弧椭圆中心定位。实验证明该检测系统能够满足检测要求,具有一定的理论意义和工程应用价值。