工件夹具系统装夹方案误差建模分析技术

研究夹具定位误差和工件加工精度之间的关系. 利用几何关系建立定位误差和工件空间方位变异之间的模型,实现已知定位误差的加工工件形位误差计算. 提出利用优化方法在满足工件形位公差条件下的定位误差分配算法,并讨论了该优化模型的简化计算. 实现了定位误差的合成与分配. 该方法可用于夹具制造设计精度的校验和零件的工艺验证. 零件实例验证了该分析方法的可行性.     

UKF和UPF在惯导初始对准中的应用研究对比

捷联惯性导航系统是新型航位推算系统,在惯导系统执行工作任务之前需要进行初始对准,以保证系统的正常运行。对捷联式惯导系统,初始对准就是确定初始时刻的姿态阵,利用惯性元件的输出信息,选用合适的滤波方法,将计算的导航坐标系与真实导航坐标系的失准角估计出来,来修正姿态矩阵,使计算坐标系与真实坐标系尽可能重合。在实际的导航系统中,状态方程和量测方程通常都是非线性的,对于非线性特性,传统的解决方法是利用EKF滤波算法,但它只适用于弱非线性模型的估计,系统的非线性越强,引起的估计误差就越大,甚至会引起滤波发散。为此提出两种滤波算法UKF与UPF,并将两者进行了仿真对比,结果表明UPF算法比UKF算法收敛速度更快,估计精度更高。     

并联机床刀位文件生成及后置处理

以6-TPS型并联机床为结构模型,阐述了数控代码生成原理及无干涉刀位文件的生成方法。给出了机床后置处理的公式化描述,建立了后置处理器的系统框架,探讨了后置处理过程中坐标变换和作业空间检验,提出了利用多余自由度优化动平台位姿的策略。研究了通过优化一组刀位文件的综合误差度来确定工件坐标系定位矢量的方法,提出了基于刀轴矢量的Descartes空间插补算法。提出的系统结构及算法已经在多台并联机床开发中得到应用和验证。     

汽车零部件加工进给率规划方法研究

在复杂的汽车零部件中,进给率规划作为数控系统的关键技术之一,其规划的优劣不仅影响着汽车零部件的加工精度,而且直接决定汽车零部件的加工效率。然而,受五轴数控系统工件坐标系与机床坐标系之间的非线性运动学变换关系的影响,为获得一个平稳的数控加工过程,避免超过机床伺服进给系统的驱动能力,实际加工中编程进给率取值往往较为保守,导致数控机床的利用率和加工效率大大折扣。为此,该文提出了一种基于高阶驱动约束下的汽车零部件进给率规划方法。     

无迹卡尔曼滤波和无迹粒子滤波在惯导初始对准中的应用对比

捷联惯性导航系统是新型航位推算系统,在惯导系统执行工作任务之前需要进行初始对准,以保证系统的正常运行。对捷联式惯导系统,初始对准就是确定初始时刻的姿态阵,利用惯性元件的输出信息,选用合适的滤波方法,将计算的导航坐标系与真实导航坐标系的失准角估计出来,来修正姿态矩阵,使计算坐标系与真实坐标系尽可能重合。在实际的导航系统中,状态方程和量测方程通常都是非线性的,对于非线性特性,传统的解决方法是利用EKF滤波算法,但它只适用于弱非线性模型的估计,系统的非线性越强,引起的估计误差就越大,甚至会引起滤波发散。为此提出两种滤波算法无迹卡尔曼滤波UKF与无迹粒子滤波UPF,并将两者进行了仿真对比,结果表明(UPF)算法比(UKF)算法收敛速度更快,估计精度更高。     

基于H.264的运动矢量集自适应快速搜索算法

为了减少H.264编码器中运动估计模块的计算复杂度,提出了一种基于H.264的运动矢量集自适应的EPZS改进算法.该算法充分利用运动矢量的时空相关性和中心偏置特性,通过对运动类型判定,自适应选取初始预测矢量集和搜索模式,并根据运动类型和匹配误差的空间方向特性,提出了一种新的自适应阀值和一种新的非对称十字-六边形混合搜索...     

实轴空间综合约束下的数控加工速度前瞻策略

为了避免数控高速加工中由高曲率区域引起的机床驱动轴的运动突变、机床振动和工件过切,提出了基于实轴空间综合约束的数控加工速度前瞻控制策略.该方法应用切削运动的S形曲线速度规划方案,对机床实轴运动数据进行速度、加速度、冲击约束检测,整体提前寻优确定S形速度前瞻的过程参数,并提出了速度规划节点分离法对切削路径进行分段独立S形曲线速度的规划.仿真和试验表明,采用该方法进行速度前瞻处理时,可使加工速度平滑连续,不仅消除了各驱动轴运动突变引起的冲击振动,而且有效地解决了五轴数控加工中的速度控制问题,因此降低了曲面轮廓误差,满足了高速高精度的加工要求.     

螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成算法

研究螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成新算法;通过空间运动等效转换,得到准双曲面齿轮加工由机械型机床向五轴联动机床转换的解析解公式;用麦克劳林级数拟合机床各轴的非线性运动方程,推导出螺旋锥齿轮制造最复杂的工艺方法即HFT(Hypoid format tilt)加工方法下螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型。由五轴联动运动方程在机床坐标系下虚拟制造准双曲面齿轮齿面与GLEASON公司的理论齿面进行比较,通过对比验证五轴联动数学模型的准确性与精度。研究结果表明:本文提出的螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成新算法原理正确,转换精度高。     

全球定位系统的差分伪距定位的算法研究

分析了GPS差分伪距绝对定位的传统算法,并提出了一种通过求差,将GPS绝对定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解观测站坐标的新算法.通过实例计算表明该方法计算简单,不需要观测站的初始坐标信息,不需要求导计算和迭代计算,通过采用差分绝对定位的模拟观测数据进行计算.计算结果表明,对于提高GPS差分伪距单点定位的解算速度和精度具有重要的应用价值.     

数控机床热误差实时补偿应用

将由机床热变形引起的、决定工件加工误差的工件与刀具间相对热位移通过机床数控系统的外部机床坐标系偏置来实现实时补偿,并研制开发了高精度、低成本、满足实际加工要求的热误差实时补偿控制器,经数家企业实际生产使用,数控机床的加工精度大幅度提高,从而验证了本方法的正确性和本实时补偿控制器的有效性。     

面向并联机床的G代码编程软件的开发

以6-TPS型并联机床为结构模型,阐述了面向并联机床的G代码编程软件的开发思想和软件结构,以及无干涉刀位文件的生成方法．对若干关键技术进行了研究和探讨,包括数值计算、G代码的自动生成和编译、仿真验证、轨迹的插补和干涉校验等。     

一种面向位置服务的超宽带室内定位算法

超宽带技术由于较高的测距精度和穿透性能,对于位置服务有着重要的应用价值。在实际的高密度定位环境中,传统的定位算法受非视距误差和多径效应的影响,很难实时准确解算出实际位置坐标。虽然增加基站数量可以有效提高定位的精度,但是其成本也在不断提高。针对超宽带在高密度室内定位中实时性差、定位精度低的问题,提出了一种基于支持向量机的超宽带定位方法,提高了定位的精确性和鲁棒性;给出了基于到达时间差(TDOA, time difference of arrival)的支持向量机模型,重点在于将定位问题转化为分类问题的求解;通过TDOA值和坐标值来建立支持向量机分类模型,利用一对一分类模型实现了坐标值的解算,提高了坐标解算速度。仿真结果表明,在高密度实时定位中,相比于传统的Chan算法和Taylor算法,文中方法在定位精度近似的情况下,实时性要高于传统算法,满足实际定位中低功耗、快速高精度定位的要求。     

并联机床中工件安装位置决定系统的开发

并联机床由于结构和工作空间极其复杂,在加工工件时经常出现各种干涉.以日本丰田工机公司的HexaM并联机床为模型,讨论了并联机床的自己干涉、机床与工件的干涉、机床与周边器械的干涉的检查方法和回避方法.提出了在不修改刀具轨迹的情况下,通过调整工件的安装位置来回避以上干涉的计算方法.最后通过实验,证明了算法对于在实际加工前检查可能出现的干涉,以及确定出无干涉的工件安装位置是非常有用的.     

一种新型五自由度并联机构运动学分析与仿真

提出了一种基于改进Delta和2-R的平动、转动独立的复合机构.利用齐次坐标变换,推导了机构的位姿反解.求解过程不需复杂的数学推导,只涉及简单的齐次坐标变换规则和矩阵运算,容易编程实现.应用空间解析几何和向量代数方法,推导了机构位姿正解.回避了一般并联机构的代数方程组的数值求解和多解取舍问题.应用虚拟样机软件ADAMS仿真了机构的运动情况,验证了位姿正反解求解的正确性.该机构工作空间大、定位精度高、微动性能好、制造和控制成本低,适合作为取放机器手、检测机器人、激光切割机床等的主体机构,在工业领域具有很好的应用前景.     

基于ADAMS的3-TPS混联机床运动学和动力学仿真

针对3-TPS混联机床的电机参数选择和机构设计问题,在SolidWorks软件中建立混联机床的三维实体模型,然后把该装配体模型导入到ADAMS/View里,形成了具有多体动力学的虚拟样机仿真模型.通过对该机床进行运动学和动力学分析,仿真得出各主动杆件的速度和驱动力曲线.以空间搜索的方法,找出各主动杆件的最大速度和最大驱动力,从而获得了3-TPS混联机床的运动和动力特性,为机床的电机选择和机构以及控制系统的设计提供了重要参考依据.     

Revo测头的自适应测量算法及位置反解

为解决关节臂式三坐标测量机测量精度低的致命弊端,在三坐标测量系统中采用Revo测头.经分析系统的结构特点,确定了转动关节与测杆姿态的几何关系并构造测量时的接近矢量,实现测杆姿态的控制.在此基础上,提出一种基于初始姿态的自适应测量算法,根据数据点的坐标,求得测杆姿态最小变化量,结合位置方程求得该姿态下的位置反解.实验表明：该算法可实现测头姿态的精确控制和位置反解的计算,为具有Revo测头高自由度关节臂式三坐标测量系统的发展和运动学问题的深入研究奠定了理论基础.     

6-PTS 并联机器人机构逆向运动学分析与仿真*1

目的：提出建立并联机器人构件之间运动学关系的算法。方法将6-PTS 并联机器人机构的复合关节等效地处理成单自由度关节,利用 D-H（Denavic-Hartenberg）方法定义每个连杆的局部坐标系和运动学参数,根据运动等同性条件建立机构约束方程,利用逆向齐次变换的方法求解。结果与结论依次求解出全部关节变量和每个连杆的位置表示,在此基础上,应用影响系数理论,建立了动平台与每个连杆之间的速度和加速度的传递关系,为该机构的动力学建模及控制等问题提供了基础。     

基于3-TPS混联机床的后置处理算法

介绍了一种新型立卧转换式三杆混联机床3-TPS(RRR)混联机床,对该机床的结构进行了分析.该机床具有工作空间大、立卧转换、五轴联动、五面加工等特点,并具有加工中心的功能.给出了该机床在实现三轴、四轴加工时的坐标变换过程及变换方程,给出了实现三轴、四轴加工时的后置处理算法及数学模型,并对该机床的立式加工和卧式加工两种情况进行了分析,给出了算法和显式方程.     

Accuracy Analysis and Calibration of Gantry Hybrid Machine Tool

IntroductionKinematic accuracy is a key factor in the design ofparallel kinematic machine tools. However,research on the accuracy of parallel kinematicmachine tools is still in its initial stage because ofthe complexities of nonlinear errors.　Structural error sensibility is an important partin structural accuracy research. Faik andErdman[1] analyzed the sensibility of four barlinkages by introducing a dimensionless errorfactor for sensibility of each leg.Wu andLankarani[2 ] used the value o…     

采用WSVM的三维无线传感器网络节点定位

为了提高无线传感器网络三维节点的定位精度,针对SVM的核函数构建问题,提出一种基于小波支持向量机(WSVM)的定位算法.首先,收集三维传感器锚节点信号强度,构建支持向量机学习样本;然后,将其输入到小波支持向量机进行学习,建立三维传感器节点定位模型;最后,采用仿真实验对模型性能进行测试.研究结果表明:与传统三维定位算法对比,使用小波支持向量机中的三维传感器节点进行定位时,精度水平得到有效提升,获得更加稳定的节点定位结果,可以广泛应用于实际无线传感器网络系统中.