五坐标虚拟轴弹性研抛机床的环形轨迹规划

以自行研制的五坐标虚拟轴弹性研抛机床为背景，按机床特性和残留高度要求提出两种实用的仿人弹性研磨抛光轨迹规划算法。其中平行环算法简单、运算速度快；而相关环算法可相对提高加工表面的粗糙度。这些方法均可用于自由曲面的直接插补，易于构成基于NURBS标准的面插补器。用Matlab软件对两种算法的正确性作了验证和仿真。这些算法通用性强，可用于自由曲面研抛的轨迹规划。     

虚拟轴机床研抛模具自由曲面的分片规划

为了提高模具自由曲面的研抛精度和效率，根据计算机图形信息构造特点，提出了基于曲率的自由曲面自适应分片方法。将自由曲面划分为一系列曲面信息与工艺特征相同或相似的曲面片族，采用相同的工具和相近的工艺参数进行研抛加工，利用等残留高度法对片内的研抛轨迹进行合理优化，以提高研抛质量和加工效率。     

基于曲面分区的多道次数控渐进成形轨迹生成

为实现含有直壁等难成形曲面的高效成形,以三角网格模型为研究对象,提出基于曲面分区的个性化多道次数控渐进成形方式和在各曲面分区内进行各道次成形加工所需轨迹生成方法.给出了基于可成形性的三角网格曲面分区算法和通过偏置来生成各曲面分区多道次螺旋线成形轨迹的方法.算法应用实例表明,该方法能够对曲面进行分区,并为相关曲面分区生成光滑连续的多道次螺旋线成形轨迹.     

自由曲面研抛加工的直接插补控制

研抛加工的目的是成型质量均恒的精密表面。基于自由曲面研抛加工的直接插补控制,本文就残留高度与研抛轨线间距、工具头半径、曲面曲率半径间的关系,插补误差与插补步长、工具头半径、曲面曲率半径间的关系等问题展开了讨论,揭示了其相关规律,并在此基础上给出了以许用误差为控制目标的研抛加工路径规划、插补综合控制策略。实验数据表明,该控制策略误差目标可控,误差控制效果明显。     

金属板材数控渐进成形螺旋线轨迹生成

在分析金属板材数控渐进成形特点的基础上,指出现行等高线运动成形方式存在的问题,提出了一种基于螺旋运动的数控渐进成形方式和基于STL数据模型的螺旋线成形加工轨迹的生成算法。利用顶点偏置方法生成STL模型的等距模型,采用一系列水平面和与Z轴平行的平面分别切割该等距模型,求出其交线的交点,并将其连接成螺旋线成形加工轨迹。算法应用实例表明,该算法能够生成无干涉的螺旋线成形加工轨迹。     

跟踪算法下的果树修剪机器人路径规划设计

以果树修剪机器人为研究对象，基于轨迹跟踪算法对修剪机器人进行作业路径规划，并分别与传统的往复式路径规划算法和跟踪算法进行仿真对比实验分析。分析结果表明：与传统往复式路径规划算法相比，修剪机器人作业过程中漏剪率降低3%,重复率降低2.5%;与传统跟踪式路径规划算法相比，修剪机器人作业过程转角范围增大36°,横向轨迹误差降低600mm。     

基于模拟退火算法的供水泵站优化调度

采用模拟退火算法用于供水系统的多泵组合和变频调节的复杂的优化计算，并给出了优化计算的编码、译码和能量函数表达式。计算结果表明，模拟退火算法非常适用于既有离散量又有连续量的供水系统的非线性优化中。     

新型秸杆铡碎机

新型秸杆铡碎机黑龙江省畜牧机械化研究所，在广泛征求饲养专家、养畜产意见基础上，研制出加工秸秆的最新机型──９ＺＳ２０－４０型秸秆铡碎机。该机采用先铡后搓两轴分开的设计方案，一次可连续完成压扁、铡切、搓碎、抛送等工序。适用于加工玉米秸、豆秸、麦秸、稻草...     

三坐标自由曲面精加工中的步进优化方法

由于自由曲面的几何复杂性,所以自由曲面相对来说较难加工。工作主要集中在对于精加工操作的刀位轨迹的步距进行优化。给定任意的自由曲面,并且生成了加工的G＆M机器代码,在三坐标数控机床上利用球头铣刀进行曲面加工。在偏置曲面上产生刀具路径规划。考虑到曲面的强度和单一性因素,所以生成等间隔平面往复式刀具路径。所产生的刀具路径要符合在给定的曲面上所规定的误差。输入的是.prt格式的曲面实体模型,输出的是包含加工代码的.txt文件。最后将给出实例用来证明本算法的有效性。     

三坐标自由曲面精加工中的步进优化方法

由于自由曲面的几何复杂性,所以自由曲面相对来说较难加工.工作主要集中在对于精加工操作的刀位轨迹的步距进行优化.给定任意的自由曲面,并且生成了加工的G&M机器代码,在三坐标数控机床上利用球头铣刀进行曲面加工.在偏置曲面上产生刀具路径规划.考虑到曲面的强度和单一性因素,所以生成等间隔平面往复式刀具路径.所产生的刀具路径要符合在给定的曲面上所规定的误差.输入的是.prt格式的曲面实体模型,输出的是包含加工代码的.txt文件.最后将给出实例用来证明本算法的有效性.     

散乱点云数控加工刀轨优化算法研究

提出一种散乱点云数控加工刀轨优化算法,该算法在精度允许范围内,通过迭代逼近对散乱点云数控加工刀轨进行精简,根据光顺性条件调整刀轨节点,实现数控加工刀轨的优化,实例证明该算法在保证加工精度的前提下可高质量地生成散乱点云数控加工刀轨,显著提高产品的加工效率及加工质量。     

基于散乱点云数据的五轴数控加工刀轨生成算法

提出一种基于散乱点云数据的五轴数控加工刀轨生成算法,该算法根据点云数据的型面特征规划驱动刀轨,基于点云数据的动态索引获取瞬时加工区域,计算瞬时加工区域中数据点对应刀位点集,选取刀轴正向最高点作为当前刀位驱动点对应的无干涉刀位点,检测相邻刀位点间的极限加工误差并采用二分插值法控制刀轨精度,最终生成满足精度要求的五轴数控加工刀轨,实例证明该算法刀具适用范围广,可对各种复杂型面的产品点云数据生成高质量的五轴数控加工刀轨。     

数控螺旋锥齿轮磨齿机机床加工误差补偿

根据螺旋锥齿轮齿面的数学模型,对轮齿曲面进行了离散化处理.运用矢量运算的方法,给出了齿面离散点径矢及其法矢的计算方法.基于螺旋锥齿轮切齿计算得到的比例修正参数以及砂轮可任意修形的特点,建立了一种基于比例修正参数和砂轮参数,对机床加工误差进行补偿的方法,运用最优化算法可得到各种比例修正参数的修正倍数以及砂轮参数的改变量.通过实际的磨齿加工、齿形误差的测量以及机床调整参数的补偿,验证了机床加工误差补偿方法的正确性.     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除模型

根据砂轮约束磨粒喷射精密光整加工机理分析和参与加工的有效磨粒数建立了两体加工、三体加工以及磨粒喷射加工的材料去除模型.利用平面磨床进行了磨粒喷射精密光整加工实验,实验结果验证了依据机理所建立的材料去除模型,且实验结果和模型吻合很好.     

大型模具曲面微小研抛机器人动力学仿真

提出了一种可以在大型模具曲面上进行研抛的微小机器人结构,机器人采用轮式移动方式,可以在行走中作业。针对其同时具有非完整约束和完整约束的特点,建立机器人运动坐标系,附加约束方程作为系统输入,利用Lagrange方法建立了微小研抛机器人多体系统动力学模型。通过动力学仿真分析,得到了比较稳定的机器人动力学特性曲线。     

螺旋锥齿轮齿面误差修

研究了基于数控加工螺旋锥齿轮齿面误差修正技术.提出了一种由摇台型机床调整参数向Free-Form机床转换的方法,建立了基于数控加工齿面误差模型;在此基础上,以齿面误差平方和最小为目标函数,优化摇台型机床调整参数,再将其转换为数控加工形式,从而实现数控齿面修正.最后通过算例表明,经过改变加权系数和优化可以达到齿面误差较高精度修正要求.     

重型弧齿锥齿轮铣齿机数控加工模型建立与仿真

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及传统机械摇台式弧齿锥齿轮铣齿机的结构和机床运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机加工坐标系。采用刀盘主轴进给方式代替传统的整体工件箱部件或摇台部件进给方式,建立了重型弧齿锥齿轮铣齿机三维结构模型。分析了由传统机械摇台式弧齿锥齿轮铣齿机调整参数转变为重型数控弧齿锥齿轮铣齿机调整参数的原理和计算方法,建立了重型弧齿锥齿轮铣齿机的数控加工模型。通过计算实例,得到了重型数控弧齿锥齿轮铣齿机铣齿加工时机床各运动轴的瞬时位置。建立了重型弧齿锥齿轮铣齿机仿真加工机床模型,并进行了仿真加工,仿真结果满足弧齿锥齿轮铣齿机功能性验证要求。     

弹性约束自由磨料研抛加工的材料去除机理

弹性约束自由磨料研抛加工是悬浮液中的磨粒在工具的弹性约束下实现对工件表面的加工方法.建立了反映加工过程影响因素的球形工具加工区域模型,以及类球形和棱锥体磨粒的力学模型,讨论了材料去除机理,分析了加工自由曲面的可行性.利用Al2O3和SiC两种磨料对光学玻璃进行了加工试验,结果表明弹性约束自由磨料加工方法应用于超精密加工是有效的.并验证了对磨粒尺度影响规律的分析.     

基于局部综合法的非零正传动弧齿锥齿轮副设计

利用局部综合法对非零正传动弧齿锥齿轮副进行大重合度加工参数设计,克服了非零正传动由于啮合角增大而使得重合度降低的不足。通过实例与常规设计的结果进行仿真与应力分析对比,结果表明,在同样的载荷条件下,新设计比常规设计的小轮最大齿根拉伸应力减小27.6%,最大齿根压缩应力减小23.5%,最大齿面接触应力减小6.5%,同时大轮的齿根应力也有所降低,使得齿轮副具有更高的寿命和可靠性。