数控切削加工领域的数字化测量技术

在数控切削加工中,数控切削加工技术是一项要求非常严格的工作,合格的数控切削技术操作不但能确保工件的加工质量,还能实现高速、高效而精密的数控切削。本文从分析数控切削加工中数字化测量技术的基本概况入手,进而探讨当代数字化的测量技术和量具量仪的发展,具体研究了数字测量技术在数控切削加工领域的运用。     

基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真验证

提出了基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真、验证新方法.该方法首先构造整体涡轮叶盘仿真工件、成型电极压缩Voxel模型,再根据数控加工轨迹构造成型电极扫描体,最后在三维虚拟空间完成加工过程仿真.利用Marching Cubes方法提取仿真工件表面三角网格,增强了仿真工件显示质量和速度.通过仿真工件压缩Voxel模型与标准CAD模型的三维对比实现了仿真结果分析验证.该方法在某航天火箭发动机整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程仿真与验证中得到了应用,效果良好.     

一种基于软件寻位的数控加工技术

针对传统定位加工技术存在的问题,提出了新的软件寻位加工概念,研究了软件寻位加工中工件寻位问题的求解方法,给出了典型的软件寻位加工控制方法,介绍了软件寻位加工系统和实际加工实验结果,理论研究和实际加工结果表明,所提出的原理和方法是可行的,其主要优点是：通过主动获取工件信息、自动求解工件状态及实时生成加工轨迹,可实现对工件的位姿自适应加工,因而无需使用精密夹具和人工找正,可使单件小批零件的总加工周期比采用夹具的常规达到位加工方法缩短50%以上,具有良好的应用前景。     

一种新型大量程非接触尺寸测量装置的研究

介绍了一种新型的大量程非接触尺寸测量装置的组成和工作原理.该装置把反 射式气动传感器固定在数控工作台的滑座上,组成了一个测控一体化的测量装置.它 根据气动传感器离被测工件表面的间隙大小来自动控制数控工作台滑座前进或后 退,保证传感器离工件表面的间隙基本不变,从而实现小量程传感器的大量程测量. 还对该装置的测量静动态特性进行了理论分析和实验研究.该装置在80mm的测量 范围内,测量精度达到±O.1mm,适用于大量程非接触尺寸测量场合.     

基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统

针对目前数控精密磨削检测效率低的问题,构建了基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统.通过工业CCD相机在线采集被加工工件图像,经去噪、复原等预处理后,提取工件图像的轮廓曲线数据,并实时与设计轮廓曲线进行比较,得到加工轮廓误差,在此基础上,引导工作台进行自动在线补偿,实现工件轮廓精密磨削.实验结果表明,采用该系统能够有效地提高精密磨削加工检测的精度和自动化程度.     

六方体加工的改进

在六方体的加工时,除掌握正确的加工方法,操作者的技巧水平能达到精度要求外,最重要的是利用量具对工件的尺寸精度、形位精度进行准确的测量。合理控制加工量,才能达到规定的各项精度要求,保证工件质量。采用简便易行的方法,解决测量中的疑难问题,保证测量的准确性和精确性,合理的修正加误差,是提高和保证工件质量的关键。本文阐述了六方体加工中测量方法的改进。     

磨牙牙冠的模型重构与CAM工艺

口腔修复体中的磨牙牙冠具有复杂的型面结构,其设计和加工工艺均有其独特性.文中利用逆向重构技术,对磨牙牙冠进行反求测量获得其点云数据,基于点云数据重建零件模型和完成再设计.然后结合理论分析、仿真和实验的方法分析其加工工艺性,选择合理的切削参数以减少加工过程中的刀具及工件变形对工件加工质量的影响,及由于刀具和零件的颤振导致的加工误差.最后针对磨牙牙冠的特点,生成合适的数控刀轨,加工出符合设计要求的实物.该分析方法对同样复杂的零件的加工具有参考价值.     

基于圆弧样条的复杂零件型面数控测量数据拟合

讨论了数控测量数据的一般处理方法及复杂零件型面多测量点数据对数控加工的影响.研究了利用圆弧样条拟合测量数据和生成加工刀位轨迹的方法.     

数控铣削加工中刀具半径补偿问题探讨

使用立铣刀在数控铣床或数控加工中心上加工工件时,可以清楚看出刀具中心的运动轨迹与工件已加工轮廓不重合,在加工中就会产生很大的加工误差.因此,实际加工时必须合理建立和灵活运用刀具补偿指令.本文就数控铣床加工中如何应用刀具半径补偿作一些探讨.     

整体叶轮五轴数控粗加工刀位轨迹规划

针对具有分流叶片的整体叶轮五轴数控粗加工,提出了一种刀位轨迹规划方法.采用偏置轮毂面分层加工方法对整体叶轮进行粗加工刀位轨迹规划,根据叶轮流道的几何特征,将叶轮的1个粗加工区域分成5个加工单元.在每个加工区域内,选用直径最大的刀具,计算边界面的刀位轨迹,再由边界面的刀位轨迹插值计算得到整个加工区域的刀位轨迹.利用VERICUT软件进行加工仿真,结果表明所提出的刀位轨迹生成算法可行.     

基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法

工件定位是自动化生产线的重要过程,是后续分拣、装配等操作的基础。为了解决传统的工件定位误差较大的问题,提出一种基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法。系统建立之前,采集一张拟合板的图像,获得位置信息作为拟合的样本点。工件的定位首先要采集待定位的工件图像,进行图像预处理,通过特征提取获得工件形心的像素值,然后利用样本点进行正交函数局部最小二乘拟合,获得工件形心的平面坐标,最后通过双目重构,获得工件形心的空间坐标。实验结果表明:基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法在精度上比传统的相机标定、三维重建的定位方法有明显提高。该方法不仅提高了工件定位精度,而且避免了标定环节,具有较好的应用价值。     

用面阵CCD检测工件平面运动参数

在一些焊接过程中,需要测量作平面运动工件上点的位置、位移、速度和工件的角位移、角速度.对利用面阵CCD测量作平面运动工件运动参数的方法进行了研究.用面阵CCD获得了带有2个标记的工件运动信息的时变序列图像.采用阈值为一个范围的改进二值化方法,对采集的图形进行二值化处理.确定了在比较复杂背景中提取标记的代数运算方法和离散干扰点的判别准则.对提取出的2个标记进行分割,确定标记形心的坐标和工件的角位移,并通过数值方法计算出标记形心的速度和工件的角速度.实验结果与用其他传感器获得的结果比较吻合.     

基于立体视觉的机器人位姿标定技术研究

针对机器人位姿的测量,建立双目立体视觉传感器三坐标的数学模型。匹配相关的特征点,采用最小二乘法得到空间特征点的三维坐标。利用外部位姿线性方程的建立与求解确立机器人基坐标与工件坐标的矩阵关系。通过靶标法来确定机器人在某一位姿时工件坐标系和视觉传感器坐标系之间的齐次坐标变换矩阵的关系。实验结果显示,在没有噪声因素情况下,利用线性方法求解机器人外部位姿是可行的,能够满足系统精度要求。     

基于改进的加速鲁棒特征算法的工件定位方法

为了解决传统的图像处理算法识别现场获得的工件图像速度慢且匹配效果较差等问题,通过对工件图像的识别方法进行研究,提出了一种改进的加速鲁棒特征(SURF)算法可以实现工件准确、实时的定位。该算法基于加速分割测试特征检测器(FAST)对SURF算法的特征提取方式进行改进,首先利用FAST提取特征点,然后通过SURF算法生成特征点描述子,使用主成分分析算法(PCA)对描述子进行降维。随后以欧式距离作为相似性度量进行粗匹配,再采用随机抽样一致算法(RANSAC)剔除误匹配点。最后结合双目视觉技术得到工件空间位置坐标。实验结果表明：本文提出的算法在运行时间上相比传统SURF算法减少80%,同时提高了匹配的精度。可见达到了准确、实时的工件定位目的。     

数控加工中关于工件坐标系建立方法的探讨

工件坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系,是程序的参考坐标系。工件坐标系的设定应根据零件特点,利于编程和尺寸的直观性,并且应便于操作人员在机床上找到。本文通过对工件坐标系的分析,提出一种在数控机床上,通过人工快速、准确地建立工件坐标系的方法。     

不规则小工件自动抛光研究

提出了一种不规则小工件产品表面抛光自动化新方案,实现了一次装夹工件多工位抛光．以门把手为例,利用直角坐标空间插值方法进行抛光机械手的轨迹规划,并计算出预期的运动轨迹,仿真实验证实门把手的自动化抛光过程符合要求．     

圆柱形工件素线在线测量新方法

本文对现行的双测头等截距测量直线度理论进行了深入的研究。在此基础上，提出了一种圆柱形工件素线直线度误差在线测量的新方法。该法不仅可分离机械加工系统的运动误差，而且能分离刀具作用力引起的工件弹性变形信号。因而大大提高了素线的在线测量精度。     

大型容器封头无模爆炸成型工艺的模拟试验研究

本文指出:对于加工数量很少的大型工件,采用无模爆炸成型工艺是很经济的。试验初步结论是:先用圆片形药包爆炸成型,再用环形药包校形,其边皱长度约在板料直径的十分之一。当采用锥形药包时,初步试验表明:校形后可基本清除边皱现象。文章还给出了有关的经验公式。研究工作未涉及材料变薄率和大型工件各次成型之间的退火问题。     

TDR测定井筒中心坐标的新工艺

介绍了测定井筒中心坐标的一种新方法(TDR),即应用全站仪和双微棱镜测杆,测定待延深井简井壁上若干点的坐标,运用最小二乘拟合方法排算井筒中心坐标.通过传统的测定井筒中心坐标方法进行比较,证明这种方法能够提高测量工作效率,满足井筒延深时的精度要求.     

基于双目视觉的物体识别定位与抓取

为解决目标识别精度低、定位与抓取配合困难问题,通过对算法的改进研究了物体的识别定位与抓取,包括识别目标物体、对于目标物体形心的位置三维重建、对于目标物体的姿态估计、对于手眼标定后的抓取4个方面。在目标识别中,首先通过快速鲁棒特征(speeded up robust features,SURF)算法结合Grabcut算法提取出目标。在位置求解中,利用模板匹配求取目标物体形心的世界坐标。在姿态估计中,算法的流程为:利用匹配点对求取左图中物体母线斜率,再随机取斜率等于左图母线斜率的两点,通过两点的世界坐标求出目标物体的姿态。在抓取中,采用的眼在手上,先建立工件坐标系,再进行坐标转换,通过机器人参数求得逆解。研究结果表明:误差均在较小范围内且机器人可在有效工作范围实现抓取。可见算法可靠以及整体实验的正确性。