多色集合在加工系统建模与分析时的应用

提出了多色集合、合取多色集合和析取多色集合的基本概念及其数学表达式,合取多色集合和析取多色集合是2种常见的多色集合的压缩形式,它们能使具体系统的建模得到简化,给出了对象性质和多色集合元素的逻辑表示方法,这样多色集合既能方便描绘加工及其元素,又很容易用于计算机编程,最后,举例指出了多色集合工具能被用来建立自动设计系统的不同数学模型之间的接口,有利于对加工系统进行深入描绘,研究表明,多色集合不仅能描绘加工系统的元素和加工系统整体的性质,还能描绘元素的性质和系统整体性质间不同的关系和联系。     

电火花线切割三轴双旋转联动加工系统运动规律研究

分析了能实现复杂曲面电火花线切割加工的三轴双旋转联动加工系统的组成，运动参数、运动形式和运动规律，建立了相应的数学模型，并对这些数学模型进行了应用分析。     

数控车刀仿真建模

为了提高数控的操作技能及加工精度，在此提出了刀具仿真系统并开发车刀仿真建模系统。通过对主流软件的分析和比较，确定出车刀的模型结构，它主要结构形式有数学模型，几何模型、物理模型。确定完刀片几何模型、物理模型之后即而又确定其车刀刀柄的几何模型，从而建立车刀的仿真建模系统，提高了仿真系统的精确性和优越性。     

快速原型制造中的数控加工容许速度

对快速原型制造中的数控加工容许速度进行了研究，运用泛灰色不确定性系统理论，建立了加工容许速度与加工半径的不确定性系统优化模型USMO-1，给出了精度检验方法。编制了MATLMB程序，给出了处理实例，并与各种模型进行了比较。该模型不仅适合于等间距建模，也适合于非等间距建模，具有精度高、使用简便等特点，值得在快速原型制造中推广使用。     

等离子体加工热过程计算与分析

引用传热学中两个基本公式：Ｆｏｕｒｉｅｒ公式和热传导微分方程式。在建立等离子体加工热过程数学模型基础上，推导出等离子体加工热过程计算公式，计算并分析了在等离子体加工中几种因素对被加工件上温度场分布的影响。可为提高等离子体加工精度、质量及其生产率提供理论支持和应用基础。     

加工系统的加工能力形式化建模方法

针对加工系统服务化、虚拟化过程中的加工能力建模问题,结合加工系统的功能、性能以及性能质量,对加工能力及其相关概念进行了定义.采用关系代数和集合论,对加工系统、加工特征、加工操作进行了描述,继而以关系选择与自然连接运算对加工能力进行了形式化表达,并采用关系投影运算对加工能力模型进行了视图分析,揭示了加工能力产生的机理.结合实例对建模方法进行验证,其结果表明,所采用的方法能够实现加工能力的形式化建模,可以为加工系统的加工能力分析与评价提供支持.     

连续混沌系统的模糊建模

混沌系统是非线性科学的新研究领域。由于其复杂性和无规律性，混沌系统的数学模型一直难于建立，利用模糊逻辑系统的插值机理将关于被控对象的模糊推理规则库转换为一类变系数非线性微分方程，从而得到连续混沌系统的数学模型，提出了控制系统中混沌被控对象的建模问题的一种方案。对Rossler系统和Iorenz系统的仿真试验表明这一建模方法有较高的逼近度。     

曲面展开CAD系统的设计与研究

通过建立各种曲面构件的数学模型，利用AutoCAD2000为平台，进行二次开发，设计了曲面展开CAD系统，从而实现展开图的自动绘制，并可用于数控切割加工．     

轧制过程AGC系统的PRBS信号建模

介绍了伪随机二位式信号,将这种信号用于一个实际生产机组张力厚度自动控制系统的建模试验,建立了该系统的数学模型,并应用于生产机组的厚度自动控制。还提出了建立轧制过程ＡＧＣ系统数学模型的一种新方法。     

虚拟环境下机加工系统的建模仿真研究

本文探讨了以配套软件结合网络等计算机技术和信息处理技术建立一个虚拟环境下机械加工系统,提出了一种虚拟机加工系统的总体建模和总体结构方案,结合以往虚拟信息化制造技术领域的研究成果作了进一步探索.     

虚拟制造中数控加工仿真的研究与开发

通过分析虚拟制造中数控加工仿真的相关技术,利用对加工系统三维几何模型和加工过程仿真等模块的设计,进行了面向虚拟制造的数控加工仿真系统的研究.在Visual C 6.0开发环境下,开发了以铣削某零件为例的数控加工仿真系统,直观实时性显示了零件的加工过程.     

实时特征插补原理研究

提出了面向实时加工的基于特征的产品模型概念,讨论了基于二级工艺规划原理和三级插补原理的实时特征插补原理,以建立基于实时特征插补原理的新型数控系统．为实现运动控制、加工过程控制和在线质量控制的集成,建立智能加工的理论及其系统打下基础．     

圆锥凸轮特征造型方法的研究与系统实现

特征造型有利于将零件设计意图传递到后续加工环节,保证设计模型与加工模型数据表达的一致性.以圆锥凸轮机构为研究对象,采用已推导出的圆锥凸轮机构设计模型表达式,在特征造型软件MDT开发平台上,通过API编程,研制了一套具有设计计算和三维特征造型功能的圆锥凸轮机构虚拟设计系统.实例证明该系统具有一定的实用价值.     

NURBS曲面造型与数控加工

以NURBS为数学模型,对曲面造型及加工系统进行了研究.在对各种算法分析、研究和改进的基础上,完成了一个集CAD/CAM于一体具有多种功能的曲面造型及加工系统,合理地将NURBS的主要核心配套技术和各种算法运用于NURBS造型系统中,通过交互方式成功实现了对多种曲线曲面(直线、圆弧、二次曲线、自由曲线、平面、二次曲面、旋转面、直纹面、雕塑曲面、截线面曲面、自由曲面、复杂组合曲面等)的造型生成.     

螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法

为了解决目前螺旋锥齿轮切削仿真中存在的仿真速度慢、精度低、过程不稳定和缺乏独立性等问题,以螺旋锥齿轮齿面成形过程为研究对象,运用“层片切割算法”进行三维实体几何模型动态仿真以及三维切削实时仿真．该算法主要包括建立切削坐标系、刀具数学模型、刀具坐标系的转换模型、层片分割模型、求交计算模型以及相邻切削位置特征点的取舍模型．以此为基础开发的螺旋锥齿轮虚拟加工软件采用Windows作为开发平台,以Visual C＋＋6．0（VC）作为基础编程语言,利用OpenGL图形库进行图形显示并将齿轮模型数据以规定格式输出．经验证,该算法求交速度快、结果精确,相关开发软件可靠准确．     

基于ESPN的制造系统多任务可靠性研究

以一个有三台机床并同时进行多个加工任务的制造单元为例,采用扩展随机Petri网对其进行多任务可靠性建模,该模型不仅可以适应任意分布的制造系统,同时克服了传统的可靠性建模方法无法兼顾制造系统生产过程的时间动态特性.在此基础上基于Petri网行为表达式,并将矩母函数思想引入其中,则不必生成可达标识图就可通过计算模型的传递函数,进而得到整个系统的多任务可靠度,由此可以更直观地反映具有多种加工任务的整个制造系统的运行性能.     

调整刀具动刚度,改善细长杆件的加工质量

采用“减小刀具刚度”的方法进行切削,从而改善了机械加工精度。对系统进行动态分析,建立二个自由度模型。在切削加工期间,将切削过程的等效刚度模拟为弹簧,在模拟系统中,附加了阻尼元件,而且还串联上刀具,恰当地选择元件的刚度,这样,即使减小了刀具的实际刚度,也会增加系统的稳定性,如果选择适宜的阻尼材料,装置设计合理.那么,就会在动态特性和机械加工精度(圆柱度)这两个方面获得好的效果。     

虚拟加工及其关键技术研究

虚拟加工的应用是当前产品零件加工的发展趋势。分析了虚拟加工的基本概念和内涵,在此基础上探讨了其关键技术,包括几何建模、数控代码翻译、干涉检验和材料切除仿真等,进而提出了一个虚拟加工系统的典型体系结构。最后介绍了清华大学国家CIMS工程技术研究中心开发的一个虚拟加工软件系统——通用加工过程仿真器(GMPS),该系统已初步应用于工程实际项目并取得良好效果。     

轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术

为了提高数控机床多轴联动加工精度,减小由传动机构和运动部件质量、刚度、阻尼及摩擦等因素造成的轮廓误差,针对交叉耦合控制参数难以选择及容易使系统不稳定的问题,提出了一种针对多轴联动机床进行运动轨迹误差建模和补偿的方法.该方法通过测量机床的典型实际联动轨迹,来建立轮廓误差模型,实现了加工过程轮廓误差的实时估算和补偿.通过对x、y轴工作台的联动轮廓误差建模和补偿实验,证明此方法可以显著减小圆弧及曲率连续变化曲线轨迹的加工误差,从而提高了在高速条件下的数控机床多轴联动的加工精度.     

基于Matlab/Simulink的液压仿形刀架建模与仿真分析

在仿形刀架数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink仿真软件建立了其控制系统的仿真模型,绘制了开环系统的Bode图及4种典型信号作用下的仿真曲线.为液压仿形刀架设计参数的选择和性能的研究提供了理论依据,对保证加工质量具有一定的指导意义.