工件视觉测量中的图像配准

设计和实现了一种基于尺度不变特性和Sobel边缘检测算子的工件图像快速配准方法。针对工件视觉测量中重在边缘特征的实际需要,将Sobel边缘检测算子和工件图像的尺度不变特性相结合,突出工件的边缘特征,实现工件图像快速有效的配准。在此基础上,详细讨论了工件图像配准的具体实现。实验证明,文中方法可以有效解决视觉测量中工件图像配准的问题。     

激光近净成形工件边缘凸起的数值模拟

为了分析激光往复扫描下薄壁工件的边缘凸起问题,文章建立了熔池的二维热传导和流体流动模型,分析了多层工件的熔池温度分布和形貌特征;通过计算有效送粉量,得到多层工件的成形高度预测,解释了边缘凸起的形成原因。激光在每层工件的边界处改变扫描方向,熔池被连续加热而扩大,导致熔池与粉斑的重合面积扩大,增加了有效送粉时间,进而导致工件边缘处熔融的粉末过多、形成凸起。数值计算结果表明,缩小粉斑面积能有效减小边缘凸起问题。     

基于ICT图像的工件壁厚和圆度误差测量

研究基于工业计算机断层成像技术（ICT）图像的工件壁厚和圆度误差测量方法．首先采用Facet模型对ICT图像进行边缘提取,其次采用Freeman链表法将边缘图像中待测壁厚的工件内外壁边缘或待测圆度误差的工件近似圆边缘跟踪出来,最后通过求取内壁链表各点到外壁链表各点的最小距离的平均值得到工件壁厚,或通过最小区域法求得工件圆度误差．通过对仿真和实际的ICT图像进行实验表明：该方法能够准确地求得ICT图像中工件截面的壁厚和圆度误差,特别适合测量工件中封闭内腔的壁厚和内孔的圆度误差．该方法可用于工件制造质量控制,也可用于逆向制造中工件几何尺寸的测量．     

基于ICT图像的工件壁厚和圆度误差测量

研究基于工业计算机断层成像技术（ICT）图像的工件壁厚和圆度误差测量方法．首先采用Facet模型对ICT图像进行边缘提取,其次采用Freeman链表法将边缘图像中待测壁厚的工件内外壁边缘或待测圆度误差的工件近似圆边缘跟踪出来,最后通过求取内壁链表各点到外壁链表各点的最小距离的平均值得到工件壁厚,或通过最小区域法求得工件圆度误差．通过对仿真和实际的ICT图像进行实验表明：该方法能够准确地求得ICT图像中工件截面的壁厚和圆度误差,特别适合测量工件中封闭内腔的壁厚和内孔的圆度误差．该方法可用于工件制造质量控制,也可用于逆向制造中工件几何尺寸的测量．     

基于改进Canny算法的工件边缘检测方法

为了使区域模板匹配定位能够更准确地进行,需要机器视觉精准地检测出工件边缘信息,同时消除噪声、伪边缘等无关信息的干扰。针对采用Canny算法进行边缘检测时图像平滑处理过度、阈值需要预先确定、对无关信息消除能力较弱等缺点,提出一种基于改进Canny算法的工件边缘检测方法。采用双边滤波方法处理图像,以有效去除噪声并保留边缘信息;增加45°与135°方向的梯度模板计算梯度幅值,使更多的边缘信息能够检测出来;运用最大类间方差法来确定Canny算法的高阈值,使边缘检测算法具有较强的自适应能力。实验结果表明,改进的算法能够准确地检测到真实边缘,具备较强的自适应性,特别是对存在划痕的工件进行边缘检测时,此方法能够消除划痕干扰,其检测效果优于传统Canny算法。     

基于蚁群算法的Zernike矩亚像素工件边缘检测

边缘检测是影响工件尺寸检测精度的主要因素之一。为了进一步提高工件尺寸测量的准确性,本文提出了一个改进Zernike矩的亚像素边缘检测方法。首先,采用滤波和阈值分解等技术对图像进行预处理以得到二值图,再次,采用蚁群算法得到图像的边界,然后,采用Zernike矩的边界检测方法来确定图像亚像素边缘。结果表明,改进的边缘检测方法相较于传统方法,其提取的亚像素边缘坐标与原始坐标之间的绝对误差不超过0.5,且运行速度提高了约10倍,较好地满足了工件尺寸检测精度的要求。     

基于云雾结合的工件深度学习识别问题研究

统工业自动分拣存在工件识别准确率不高、特征定义复杂等问题,虽然新兴的深度学习为此类问题提供了较好的解决方法,但仍存在对边缘端设备计算能力要求较高的问题,为此本文提出一种基于云雾结合的工件识别算法,即在云端采用改进ALEXNET卷积神经网络进行训练,然后将训练好的模型下载到雾(边缘)端设备,对工件进行实时识别.对100个不同工件进行实验,结果表明:改进后识别准确率从ALEXNET的98%提高到99%,模型参数减少25%,同时可以充分利用云端的强大计算能力与边缘设备的实时性,为智能工件识别提供了一种新途径.     

用于大尺寸工件的新型光学测径系统

针对大工件加工领域工件的外径准确测量难题,提出了应用激光半焦斑边缘检测技术与激光测距技术相结合的创新测量方法,实现快速,准确,自动测量大工件的目的。     

基于图像处理技术的工件长度在线测量

针对轧钢厂加热钢锭传输线,提出了一种工件长度在线测量方法.利用CCD摄像机对生产线上工件的图像信息进行远距离采集.考虑到实时在线检测要求算法简单计算速度快,在对图像信息进行边缘噪声滤除的基础上,利用图像灰度的梯度算子提取工件边缘特征,并进行边缘识别,从而实现工件长度的在线测量.为补偿摄像镜头的非线性影响,进行了二次多项式拟合处理,以提高测量精度.同时,介绍了实时在线测长系统的组成和功能,并对其测量速度和精度进行了实际测试分析,结果表明,被测工件长度在400~1 200 mm之间,运行速度不高于5 m/s时,测量误差低于0.4%.     

边缘检测在计算机视觉几何测量中的应用

在介绍边缘检测的主要特征的基础上，分析了目前几种典型图像边缘检测算法。针对计算机视觉在几何测量应用中边缘检测特点，提出了将高斯滤波与一阶导数相结合的一种新的边缘检测方法，并开发了相应的软件。其基本方法是：首先用高斯滤波器平滑图像；再用一阶偏导的有限微分算子来计算梯度的方向和幅值；对梯度幅值进行非极大值抑制；用双阈值算法检测和连接边缘。实验验证该方法提高了对被测工件边缘敏感性的同时较好地抑制了噪声。     

变薄拉深工艺极限变形率的研究

本文分析了变薄拉深中材料的应力状态，并采用上限法导出了筒壁拉应力解析式，提出了一种新的极限变形率。该极限变形率除考虑传统的拉应力极限之外，还应使凹模出口段处于压应力状态，以保证工件的几何尺寸精度。     

激光入射角对振镜扫描激光刻蚀质量的影响

以加工焦深限制范围内的倾斜平面模型来模拟工件表面的微观不平坦状况,对激光束以一定倾角入射工件表面的光斑畸变及其对刻蚀质量的影响开展了理论和实验方面的初步探索．结果表明,随着激光束入射方向与工件表面法向的夹角（简称入射角）的增大,光斑畸变量也越来越大,振镜沿水平路径扫描的刻蚀线宽始终比竖直路径的大,刻蚀线长始终比竖直路径的小;相对于水平刻蚀路径,竖直刻蚀路径刻槽的任意位置经历的激光辐照时间更长,物质蒸发、重熔更充分,刻槽更深,金属重铸层更厚,刻槽的侧壁和底部形貌更为平整光滑．     

Phase Change-based Fixturing for Arbitrarily Shaped Components

Issues in industrialization of RFPE (Reference Free Part Encapsulation) are discussed in this paper. The issues are associated with three topics:① The location of the workpiece in the initial blank.② Problems related to material properties of the filler.③ Supported RFPE technique. A new method - adaptable location system (ATLS) is presented in this paper. ATLS consists of an array of pins which are controlled manually or automatically by an actuator. The actuation force comes from a shape memory alloy (SMA). Material properties of filler are very important for RFPE. The experiment has shown that machining error can be reduced by using conservative cutting parameters. Based on finite element analysis, the relationship between the deformation of the workpiece, the filler and the machining parameters has been achieved. A new approach, partial cage with active side wall (PCASW), allows machine tools to easily access any feature of the workpiece from different directions. It is convenient for every new se     

TC2Mδ1.5钛板翻边成形极限及非轴对称畸变的研究

为研究各向异性对圆孔翻边成形的影响,用TC2Mδ1.5 mm钛合金圆板料在室温及600℃高温条件下分别进行了圆孔翻边试验.结果发现,除翻边底孔尺寸小于极限值时在唇口边缘发生破裂的正常失效方式之外,冷翻边制件卸载后发生了凸缘平面翘曲、翻边孔口部椭圆化、唇口边缘高度不一致、壁厚分布不均匀等非轴对称畸变现象.高温热翻边成形有效地提高了成形极限,并消除了凸缘平面翘曲和口部椭圆化,但口部高差以及壁厚不均等现象依然存在.本文在给出极限翻边系数结论的同时,对非轴对称畸变现象进行了定量描述、分析与解释.     

雾化气体淬火过程流场及温度场的数值分析

为了了解淬火过程中淬火设备内流场的分布情况和淬火工件的温度变化情况,用计算机流体力学(CFD)的方法对工件雾化气体淬火过程进行数值分析。在fluent平台上建立雾化气体的二维非稳态模型,模拟了雾化气体淬火设备内流场和工件温度场的分布,以及淬火过程流体类型和流体速度对试件冷却速度的影响,并研究了工件在淬火区内的放置位置对工件冷却曲线的影响。模拟结果与实验结果进行对比分析表明:相同的条件下,工件在淬火区的放置位置不同,淬火效果也不相同。模拟结果为雾化气体淬火工艺的优化提供了有益基础。     

航空铝合金薄壁件铣削加工变形的预测模型

为预测航空铝合金薄壁件的铣削加工变形,建立三维有限元模型.通过有限元软件MSC,MARC,向有限元模型添加初始应力场、对节点施加铣削力、控制铣刀路径和对模型的网格进行自适应网格细化.使用该模型进行薄壁零件的铣削仿真.仿真结果表明:铣削之后,薄壁零件呈中间凹陷、四周翘起的盆形.同时,零件的薄壁向内部凹陷.为检验仿真结果的正确性,设计验证实验以测量加工后零件的变形.实验的结果与仿真结果相吻合,证明本文提出的有限元模型可有效预测航空铝合金薄壁件的加工变形.该有限元模型可用来选择合适的加工策略以减小航空铝合金薄壁件的加工变形.     

考虑直径和质量变化的车削工件振动建模和试验分析

根据实际车削加工过程,建立了受轴向移动三维荷载作用的工件振动力学模型,其中考虑了被加工件的直径和质量随时间变化对振动的影响.在Matlab中,对工件振动模型的运动方程进行数值求解,得到不同车削条件下,直径和质量随时间变化的工件的振动响应.计算结果表明,车削加工中工件直径和质量变化对工件振动响应影响较大,荷载移动速度也影响工件的振动幅度.车削加工试验和测量表明工件振动力学模型的计算结果与试验结果基本相吻合,该振动模型符合实际车削轴加工过程的情况.     

CAD/CAPP中零件信息共享的研究

CAD(Computer Aided Design)与CAPP(Computer Aided Process Planning)系统中的信息共享问题是决定它们能否真正集成的关键问题。本文作者根据CAD与CAPP信息的特点和联系,提出一种基于特征型面的CSG(Constructive Solid Geometry)方法,并运用该方法对部分零件的造型进行了有益的尝试,效果是好的.文中分析了零件信息的生成问题和表示问题,并介绍了系统的研制情况.     

PCBN刀具切削淬硬轴承钢时工件硬度的影响分析

通过对PCBN刀具切削不同硬度GCr15轴承钢时切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量的试验研究,得到了工件硬度对上述各量的影响规律.结果表明,当工件硬度在HRC50左右时,刀具磨损严重且工件表面质量很差,说明PCBN刀具不适合切削中等硬度的轴承钢.