打磨机器人中图形变换技术

介绍了汽轮机缸体表面数控随形打磨机器人控制软件中的图形变换技术。用齐次变换矩阵实现了三维空间曲面在屏幕坐标上的任意轴测投影变换，为使用者提供了直观形象的加工工况和加工进度信息；用二维图形线性变换技术，为使用者提供了统一的数控编程格式，并实现了三维曲面的二维加工方案；用图形非线性变换技术成功地解决了多自由度控制点坐标的变换以及磨头姿态调节和恒压力磨削等难题。其数学方法已经过实际运行的验证是行之有效的。     

散点数据曲面拟合的应用

提出了用双三次 B样条曲面拟合方法来拟合混流式水轮机叶片 ,再现了水轮机叶法的外形 ,并详细地给出了叶片曲面的方程 ,为数控加工叶片提供了极大的方便     

船舶工业机器人曲面喷涂喷枪轨迹离线规划

以喷涂速度、喷涂高度和轨迹间距为优化对象,建立曲面漆膜厚度分布模型,结合曲面外形,以漆膜厚度最均匀为优化目标,以粒子群算法为优化算法获取最优喷涂参数组合;运用非均匀有理B样条(NURBS)技术拟合曲面,利用曲面控制顶点生成喷枪路径,结合路径与最优喷涂参数组合得到曲面喷涂轨迹.通过对船首外表面及平面、凹曲面、凸曲面、S型曲面的仿真分析,验证了喷涂机器人曲面喷涂喷枪轨迹离线规划方法的可行性和有效性.     

面向数控加工的曲面生成算法研究

针对数控加工中曲面设计的特点,提出了一种插值与逼近相结合的曲面设计算法.该算法已在自行设计的面向数控的曲面造型系统中实现.实践证明,本算法能够较好地解决数控加工中的曲面设计问题     

水轮机叶片坑内修焊轮式移动机器人定位算法

针对三峡等大型电站水轮机叶片坑内修焊机器人测控过程中的定位问题,设计了一种移动机器人沿复杂空间曲面运行时的定位算法.该算法以二维平面中的测程法为基础,利用机器人车体驱动轮编码器的测量信息和三维叶片曲面的离散点空间坐标信息,通过等时采样、瞬时平面近似及空间坐标变换等,计算任意采样时刻机器人在叶片表面的位置及姿态,实现机器人的空间定位.以水轮机叶片典型形貌的圆柱面为例,进行了机器人不同运行方式的仿真实验,结果表明该算法的定位误差小于1.5%.     

船体曲面造型研究进展

船体曲面用数学方法表示的重要意义在于其能利用曲面模型进行性能分析计算及为后续的CAM提供所需数据,提高效率与精度。从曲面造型数学工具的发展过程及各种数学方法应用于船体曲面造型两个方面,总结了近几十年来国内外曲面造型与船体曲面造型的应用研究进展,指出了船体曲面NURBS造型的关键技术,并探讨了需要进一步研究的难点问题,为更加合理有效地表达船体曲面提供一些借鉴作用。     

数控编程中的图形变换分析

利用数学方法和图形学理论对数控编程中的图形变换进行了分析．其目的是借助图形变换手段提高数控编程的精确度和效率，检验刀具轨迹的正确性，改进零件加工质量，提高企业经济效益     

三角域Bezier曲面若干算法研究

从待拟合曲面的曲率变化大小出发 ,有针对性地提出新的三角域 Bezier曲面拟合算法和曲面曲率变化小的曲面拟合方法 ,进一步推导了曲面曲率变化大的曲面拟合方法 ;另外还研究了三角域 Bezier曲面对矩形域 Bezier曲面的逼近算法 ,给出了三角 Bezier曲面片表示矩形 Bezier曲面片的显式公式 ,通过图示形象化描绘了特征顶点递推过程 ,并指出了特征顶点递推公式。该算法在彩色 CRT校正透镜CAD系统中得到成功应用     

网格法在参数化曲面造型中的应用

分析了使用网格法参数化绘制已知曲面方程三维曲面图形的方法.该方法的优点是在绘制三维空间曲面时,可以方便地使用有关参数对三维空间曲面图形进行控制.这在很大程度上增强了计算机辅助设计系统的三维造型功能,对于不易直接用计算机辅助设计系统绘制但又已知曲面方程的三维空间曲面,都可以利用网格法准确、快速、方便地进行参数化造型.     

复杂曲面工件的数控加工──CA141汽车6102型发动机活塞裙部曲面加工的研究

本文针对CA141汽车6102型发动机活塞裙部曲面的数控加工问题对复杂曲面零件的数控加工问题进行了理论研究和试验研究．使用“三次样条插值法”、“牛顿分段插值法”、“拉哥朗日分段插值法”等数学方法建立了零件加工面的数学模型以及刀具刀尖加工轨迹的数学模型,并进行了误差分析及比较．在理论建模的基础上进行数控切削试验,从而得出一些复杂曲面工件数控加工的结论．     

一种接触式平面磨削尺寸测量系统的研制

采用接触式尺寸主动测量仪在线测量平面磨削加工尺寸存在测头往工件表面间断处下落而易产生误动作等难题。应用ＭＣＳ－９６系列单片机研制了一种新的测量系统解决了上述问题。给出了系统测量加工尺寸的原理、基本构成及工作程序框图。应用该测量系统对平面磨削加工尺寸进行在线测量，其灵敏度为０．００１ｍｍ，重复测量尺寸平均偏差不大于０．００６ｍｍ。     

湍流度对二维内冷叶片外换热的 影响

发动机叶片外换热准确预测一直是理论界和工程界的一个难点。利用数值方法对影响叶片外换热的湍流度这一因素进行了系列研究。在对文献经典叶片MARK Ⅱ的5411 Run42工况进行计算模型验证的基础上,通过改变湍流度,得到了叶片外侧对流换热系数随湍流度的变化规律。结果表明:1增加湍流度使叶片外侧对流换热系数增加;但继续增加湍流度反而使叶片外侧对流换热系数略有降低;2湍流度的增加使叶盆叶背前缘的外侧对流换热系数增加10%;3在某一确定的湍流度下,压力面随流向距离弧长比X/S的增大叶片外侧对流换热系数先增加后降低,吸力面随着X/S的增大叶片外侧对流换热系数呈现先增高后降低,再升高再降低的趋势;4增加湍流度,吸力面除靠近前缘位置叶片外侧对流换热系数增大外,其余位置湍流度对叶片外侧对流换热系数几乎无影响。     

细粒度金刚石砂轮表面磨粒识别研究

准确地评价砂轮表面形貌对磨削机理研究、磨削过程优化、磨削过程的建模与仿真等具有重要意义,而准确的磨粒识别是砂轮形貌测量和评价的关键. 对超精密磨削所用细粒度金刚石砂轮磨粒粒径的分布特点和砂轮表面上磨粒的轮廓波长进行了分析. 从采样间隔和取样面积的角度对金刚石砂轮表面三维形貌测量仪器的选择进行了探讨. 应用数字滤波消除砂轮表面三维数字信息中的高频分量,然后提取金刚石磨粒的几何特征,提出了依据磨粒轮廓频率特征、磨粒间距和磨粒曲率半径识别金刚石磨粒的方法. 采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪?3000金刚石砂轮表面形貌进行了测量,对砂轮表面中包含的金刚石磨粒进行了识别,实验结果证明所提出的磨粒识别方法合理有效.     

磨削参数对硬质合金刀片圆弧表面锯齿的影响

为了控制硬质合金刀片圆弧刃处的表面质量,通过分析单颗磨粒与工件的接触长度和最大未变形切屑厚度的关系,建立了其磨削力学模型.基于正交试验的方法,对该硬质合金刀具进行不同磨削参数的加工实验,并采用VHX-600超景深光学显微镜等观测仪器对刀具圆弧面的锯齿深度和表面粗糙度进行观测.结合圆弧刀刃的磨削力学模型和实验加工结果,并基于锯齿成型机理分析了不同磨削参数、刀片材料以及结构等对刀片圆弧的锯齿及粗糙度的影响规律.结果表明,提高砂轮转速、降低圆弧转动速度、减小磨削深度、控制刀片材料的质量、合理设计刀片结构可以提高刀片圆弧处的表面质量,提高刀具的耐用度.砂轮磨削圆弧转动速度为24 m/s、圆弧转动速度为8 °/s、磨削深度为0.05 mm时磨削效果较佳,可以获得较小的磨削力、锯齿深度及表面粗糙度.     

刀具直径和磨料粒度对微铣磨表面粗糙度的影响

微尺度铣磨复合加工是一种兼具微铣削与微磨削特点的新型加工工艺.为给微铣磨复合刀具参数优化提供理论依据和数据参考,用立方氮化硼(CBN)微铣磨复合刀对不同材料进行微铣磨复合加工试验,并与微铣削加工进行对比,研究刀具直径和磨粒粒度对工件表面质量的影响规律.结果表明:选择合适的刀具参数能使微铣磨复合加工表面粗糙度达到亚微米级,且优于微铣削表面质量;在一定范围内减小磨粒粒径或增大刀具直径能够提高微铣磨复合加工的表面质量,且磨料粒度对表面粗糙度的影响更为显著.     

多轴联动砂带磨削刀触点路径规划及几何仿真

采用多轴联动计算机数字控制系统的砂带磨削设备能够高效率加工具有复杂型面的零件。针对该类砂带磨削设备,提出了自由曲面上的等参路径规划算法和等间距截面路径规划算法。路径规划算法中的相邻刀触点的计算是根据磨具在进给方向的有效投影位置确定。等间距路径规划算法用最小二乘法来获取较优的截面法向。为了提高路径规划设计效率,减少试验以提高经济效益,开发出基于线性磨削模型的砂带磨削几何仿真程序。汽轮机叶片加工的试验结果表明该算法能够很好地应用于复杂型面的刀具路径规划设计。     

辊式磨平均曲面辊压计算方法*

对辊式磨液压系统压力、磨辊与物料的接触面以及磨辊受力进行了分析,提出了一种新的辊式磨辊压计算方法——平均曲面辊压计算方法,并进行了理论公式推导。通过实例计算,从辊压数值计算大小、磨机主要受力部件的应力应变情况和磨机功率三个角度,将平均曲面辊压方法与传统平均物料辊压方法进行对比,验证了该计算方法的正确性和准确性。根据推导出的平均曲面辊压计算公式,分析了磨辊结构形式、物料最大粒度、料层厚度以及液压系统工作压力等设计参数对平均曲面辊压的影响,为辊式磨的设计参数选择以及结构强度计算提供了理论基础。     

整体叶盘磨抛机床叶片型面磨头结构拓扑优化设计

针对航空发动机整体叶盘磨抛机床叶片型面砂带磨头结构的轻量化设计目标,对磨头支撑板开展变密度法拓扑优化设计.在完成磨头静动态分析的基础上,进行了变密度法拓扑优化理论分析.以磨头支撑板最优材料分布为基础,对磨头结构开展轻量化布局以及尺寸优化,获得了最终的磨头结构设计参数.结果表明,优化后磨头质量总体来说相比原始结构减轻了8.74%,并在动静力学性能方面获得了较为理想的提升,较好地实现了磨头结构减重优化设计目标.     

湿蒸气汽轮机叶栅通道内雾滴扩散沉积特性分析

引起湿蒸气汽轮机叶片侵蚀的大水滴是由于雾滴在汽轮机叶片表面上的扩散沉积而产生的．因此，雾滴扩散沉积率的大小对大水滴在湿蒸气中所占的比例及叶片的侵蚀速度有很大的影响．采用边界层内质量传递与动量传递的比拟理论及其半经验关系式，计算并分析了湿蒸气汽轮机叶栅通道内不同尺寸雾滴的扩散沉积特性，以及压力、汽流速度和叶栅节距等参数对扩散沉积率的影响．计算与分析的结果对汽轮机防蚀装置的设计具有一定的参考意义