检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2022年第9期58卷 200-209页

作者：李振赵欢王辉丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

磨抛加工作为复杂曲面制造的最后关键工序,直接决定着零件的轮廓精度与表面质量。机器人具有运动范围大、通用灵活与智能化等优势,结合砂带磨抛工艺被广泛应用于大型复杂曲面零件的加工。但机器人多轴耦合、末端响应速度慢与定位精度低... 详细信息

磨抛加工作为复杂曲面制造的最后关键工序,直接决定着零件的轮廓精度与表面质量。机器人具有运动范围大、通用灵活与智能化等优势,结合砂带磨抛工艺被广泛应用于大型复杂曲面零件的加工。但机器人多轴耦合、末端响应速度慢与定位精度低等弊端导致磨抛加工接触力精准控制困难,难以实现机器人柔顺力控加工。针对机器人磨抛加工接触稳态力跟踪问题,在阻抗控制与基于环境参数估计的参考轨迹自适应生成方法上,提出采用遗传算法对位置误差引起的接触力误差进行补偿。结果表明,所提出的方法提高了机器人磨抛加工接触力的跟踪精度,接触稳态力跟踪误差降低约85.7%,具有较好的稳定性与可靠性,可以实现机器人在未知环境下的柔顺自适应加工。

关键词：机器人磨抛加工力跟踪接触稳态参考轨迹自适应生成

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大口径非球面光学元件磨抛加工过程在线监测与检测技术研究

大口径非球面光学元件磨抛加工过程在线监测与检测技术研究

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作者：张东旭厦门大学

学位级别：博士

大口径非球面光学元件已经广泛应用于大型天文望远镜、卫星系统、激光核聚变装置等民用重大科技工程及国防尖端技术领域，其作为关键组件对精度要求极高。目前，该类元件一般采用“先磨削再抛光”的加工方式，在已有的磨削和抛光加工类... 详细信息

大口径非球面光学元件已经广泛应用于大型天文望远镜、卫星系统、激光核聚变装置等民用重大科技工程及国防尖端技术领域，其作为关键组件对精度要求极高。目前，该类元件一般采用“先磨削再抛光”的加工方式，在已有的磨削和抛光加工类型中，“平行磨削+气囊抛光，并辅以检测技术”的工艺体系具有高效、可控等多重优势，极具应用价值和发展潜力。　　本文针对非球面光学元件平行磨削和气囊抛光加工过程在线监测技术以及磨削工艺阶段检测技术展开一系列研究，从磨削加工过程光学元件表面质量在线监测、磨削阶段光学元件超精密检测、气囊抛光加工过程去除函数在线监测以及抛光加工运动控制等四个方面进行了试验研究和理论探索，并进行计算机辅助技术的开发和实现。主要内容有:　　1.对磨削加工过程进行实时监测试验研究，选用声发射传感器、加速度传感器和测力仪等设备，自行设计研制数据采集与传输系统，完成实时监测系统的开发与实现;采用Taguchi方法科学设计试验，实时采集不同工艺参数组合下声发射、振动和磨削力信号，并对加工后元件进行检测，为后续进一步理论研究提供科学依据及数据支撑。　　2.对磨削加工过程光学元件表面质量在线监测技术进行了理论研究，基于支持向量机理论，建立工艺参数和加工状态因素识别模型，实现定量描述加工过程中各要素对表面质量的影响程度;基于识别技术并结合磨削加工工艺特点，提出一种新的支持向量机模型——插值·因子-支持向量回归机，通过输入工艺参数组合和加工后的预期表面质量，反算出加工状态因素特征参数的阈值，试验结果表明，上述模型能够有效实现对表面质量的在线监测。　　3.从大量程检测平台的开发和基于高精度小量程检测设备通过拼接技术实现对大口径光学元件的检测两个角度，研究磨削工艺阶段大口径光学元件检测技术。建立单项几何误差自适应补偿和空间误差补偿数学模型，相关试验结果表明，上述模型有效提高了大量程检测平台的精度;提出多段拼接测量方法及后续数据处理数学模型，并应用泰勒霍普森Form TalysurfPGI1240轮廓仪进行了试验验证。　　4.进行气囊抛光加工过程实时监测试验，搭建试验系统，采集不同工艺参数下加工状态因素信号，对声发射、振动和气囊压力在抛光加工过程中体现出的特点进行了探索性研究;基于最小二乘拟合数学原理和监测试验数据，建立气囊抛光加工去除函数在线监测数学模型，实现应用气囊压力对去除函数关键特征参数的在线监测。　　5.建立气囊抛光加工进给运动和进动运动的和运动即五轴联动控制模型，并以该模型为核心技术，开发计算机编程关键算法，运用多项计算机技术，设计开发“气囊抛光加工计算机辅助制造系统”，应用该系统进行不同进动运动控制算法下的非球面光学元件气囊抛光加工试验，根据试验结果分析不同控制算法各自的优缺点和适用性，并验证了五轴联动控制模型的正确性与辅助制造系统的工程应用性及可靠性;以前述章节在线监测数学模型为核心技术，运用多项计算机技术，设计开发“磨抛加工过程智能监测系统”，并进行实际的加工监测试验，其结果证明了该系统可以有效应用于磨抛加工过程智能监测。

关键词：大口径非球面光学元件磨抛加工在线监测检测技术

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航空发动机叶片磨抛加工刀纹特征提取

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组合机床与自动化加工技术 2021年第6期 150-154页

作者：李振赵欢腾旭东丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

针对航空发动机叶片自动化磨抛加工缺少叶片表面快速检测技术的问题,以机器人磨抛加工为平台,搭建了视觉检测系统进行叶片图像采集。提出了基于灰度共生矩阵与加权小波分解的刀纹特征提取与识别方法,采用训练支持向量机分类器,并通过边... 详细信息

针对航空发动机叶片自动化磨抛加工缺少叶片表面快速检测技术的问题,以机器人磨抛加工为平台,搭建了视觉检测系统进行叶片图像采集。提出了基于灰度共生矩阵与加权小波分解的刀纹特征提取与识别方法,采用训练支持向量机分类器,并通过边缘检测算法提取刀纹边缘。实验结果表明,所提方法准确率为97.19%,可以精准地获取叶片刀纹大小和位置,具有准确、效率高、易于实现自动化等优点,可为航空发动机叶片磨抛加工自适应检测提供参考。

关键词：磨抛加工视觉检测灰度共生矩阵航空发动机叶片特征提取

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工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

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组合机床与自动化加工技术 2021年第2期 99-102,106页

作者：李振赵欢丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性。针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑... 详细信息

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性。针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法。以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负输入的整形器,优化控制系统的性能。为验证所提出方法的有效性,应用MATLAB建立仿真分析模型,并采用工业机器人与磨抛加工装置开展实验。结果表明,所提出的改进方法可以实现磨抛加工过渡过程的平滑过渡,减少系统响应时间延迟和加快响应速度,具有较强的鲁棒性和稳定性。

关键词：磨抛加工过渡过程输入整形叶片

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基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术研究

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机器人产业 2024年第6期 73-79页

作者：林宗德陈文王嘉乐闽南理工学院

随着汽车、航空航天领域各类技术高速发展,研磨、抛光等后续精加工程序的质量与效率面临着更高要求。鉴于此,开展基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术研究迫在眉睫。通过市场调研与数据分析,明确了磨抛机器人需具备驱动与停止、在线... 详细信息

随着汽车、航空航天领域各类技术高速发展,研磨、抛光等后续精加工程序的质量与效率面临着更高要求。鉴于此,开展基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术研究迫在眉睫。通过市场调研与数据分析,明确了磨抛机器人需具备驱动与停止、在线监测、视觉定位、智能路径规划,以及动态磨抛等功能,并据此设计相关机构。运用SolidWorks软件构建磨抛机器人的三维模型,借助Matlab软件展开理论计算,利用Adams软件针对主要机构进行仿真和运动学分析,同时使用ANSYS软件对磨抛机器人的关键零部件实施静力学分析。研究结果表明,基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术方案切实可行,磨抛件在强度、精度等各方面均符合条件,达到设计要求,且参数设计合理。

关键词：视觉定位 SolidWorks软件磨抛加工静力学分析在线测量智能路径规划机器人智能磨抛机器人

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基于响应表面法的钛合金零件磨抛加工工艺参数优化

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航空制造技术 2017年第9期60卷 79-83页

作者：杜华鹏陈杰郭东亮王德廷谢成雨李洋天津航天长征火箭制造有限公司天津300462 北华航天工业学院机电工程学院廊坊065000

钛合金的化学活性高、热导率低、弹性模量小,是一种典型的难加工材料。随着工业技术的发展,现代工业对钛合金的表面质量提出了更高的要求,因此,对于钛合金磨抛加工这种能够获取高表面质量的加工方法的研究显得非常重要。采用Box-Behnke... 详细信息

钛合金的化学活性高、热导率低、弹性模量小,是一种典型的难加工材料。随着工业技术的发展,现代工业对钛合金的表面质量提出了更高的要求,因此,对于钛合金磨抛加工这种能够获取高表面质量的加工方法的研究显得非常重要。采用Box-Behnken试验设计方法,进行了工艺参数对表面粗糙度的影响试验,然后基于响应表面法,建立了钛合金磨抛加工表面粗糙度二阶预测模型,并对工艺参数进行了优化。

关键词：钛合金磨抛加工响应表面法方差分析参数优化

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双工位水钻全自动磨抛加工机中的对接与下料装置

双工位水钻全自动磨抛加工机中的对接与下料装置

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作者：孟庆美 322000 浙江省金华市义乌市城西工业区雪峰西路2209号

本发明涉及一种双工位水钻全自动磨抛加工机中的对接与下料装置，由一个交换架组件、两个下料接珠龙骨组件、一个放珠龙骨组件、一个龙骨运动组件、一个毛刷组件和一个下料毛刷粉盒组件组成。采用内、外圈分别工作方式，内圈布置一个工... 详细信息

标准号: CN103213046B

本发明涉及一种双工位水钻全自动磨抛加工机中的对接与下料装置，由一个交换架组件、两个下料接珠龙骨组件、一个放珠龙骨组件、一个龙骨运动组件、一个毛刷组件和一个下料毛刷粉盒组件组成。采用内、外圈分别工作方式，内圈布置一个工位，外圈布置上下两个工位，通过交换架组件180度旋转交换，形成三工位形式。内圈工位完成对接放珠、清刷针排等工作，外圈的上工位针排接二抛完成的水钻后下料、蘸粉，下工位完成与内圈上针排水钻的对接接珠工作，然后两个针排之间旋转交换。双工位水钻全自动磨抛加工中在一个对接工位上完成珠坯从一抛到二磨的对接及二抛以后的下料，实现在双工位水钻全自动磨抛加工过程中水钻从内圈到外圈的输送，提高生产效率。

关键词：水钻内圈磨抛加工双工位对接工位两个下料针排龙骨组件旋转交换交换架完成布置对接工位分别工作毛刷组件提高生产下料装置运动组件三工位上工位下工位龙骨粉盒后下毛刷清刷上针一种蘸粉珠坯排水工作涉及组成

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钛合金风扇叶片磨抛加工性能试验研究

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航空制造技术 2017年第17期60卷 84-90页

作者：刘轩赵正彩傅玉灿徐九华李志强南京航空航天大学机电学院南京210016 中国航空制造技术研究院北京100024

针对钛合金风扇叶片磨抛加工中砂轮易磨损、工件表面易烧伤的问题,开展了钛合金材料磨抛加工性试验研究,主要考察砂轮选型、磨抛工艺参数等关键因素对钛合金材料磨抛加工性的影响,并对试验结果进行了分析研究。试验结果表明,在保证工件... 详细信息

针对钛合金风扇叶片磨抛加工中砂轮易磨损、工件表面易烧伤的问题,开展了钛合金材料磨抛加工性试验研究,主要考察砂轮选型、磨抛工艺参数等关键因素对钛合金材料磨抛加工性的影响,并对试验结果进行了分析研究。试验结果表明,在保证工件表面加工质量(R_a0.8μm,表面无烧伤)的前提下,普通磨料砂轮GC46L10V磨抛加工钛合金的材料去除率和磨抛比分别可达5000mm^3/min和2.5,超硬磨料陶瓷结合剂CBN砂轮磨抛加工钛合金的材料去除率和磨抛比分别可达2000mm^3/min和4。基于研究结果,针对钛合金风扇叶片开展了砂带磨抛加工验证试验,工件加工质量良好。

关键词：钛合金磨抛加工砂轮选型工艺参数

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铝合金焊缝恒力磨抛末端执行器控制及其加工表面质量研究

铝合金焊缝恒力磨抛末端执行器控制及其加工表面质量研究

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作者：杨香安徽理工大学

学位级别：硕士

机器人磨抛具有提高生产效率、保证产品质量、减少劳动强度、灵活性和适应性等突出优点。针对具有较高要求的工件,机器人直接连接磨抛工具存在精度受到限制、适应性较差、恒力控制很难达到的问题。针对以上问题,本文对铝合金焊缝恒力磨... 详细信息

机器人磨抛具有提高生产效率、保证产品质量、减少劳动强度、灵活性和适应性等突出优点。针对具有较高要求的工件,机器人直接连接磨抛工具存在精度受到限制、适应性较差、恒力控制很难达到的问题。针对以上问题,本文对铝合金焊缝恒力磨抛末端执行器控制及其加工表面质量进行了研究,探索铝合金焊缝恒力磨抛末端执行器控制与其加工表面质量的关系。以产学研项目“新能源汽车用铝合金结构件焊缝磨抛机器人控制系统关键技术研究”为基础,围绕磨抛末端执行器硬件及控制系统进行设计,搭建了恒力磨抛实验平台;对磨抛末端执行器气动系统建模分析,建立其控制系统数学模型;探索恒力磨抛控制策略,研究分析了不同控制算法,实现恒力磨抛;研究了控制算法对铝合金焊缝恒力磨抛表面加工质量的影响,针对磨抛工艺参数对铝合金焊缝表面粗糙度进行了研究,同时研究了恒力磨抛对铝合金焊缝的拉伸性能影响。本文主要研究工作和取得成果如下: （1）进行恒力磨抛末端执行器关键技术研究。针对恒力磨抛系统,建立相关硬件平台,选取组建恒力磨抛控制系统实验平台所需的设备和元器件;通过分析恒力磨抛末端执行器的工作原理,进行恒力磨抛末端执行器的机械结构设计以及气路布局;为了得到磨抛末端执行器整个控制系统数学模型,对末端执行器气动系统进行建模分析,以及分析末端执行器的受力情况,建立系统力平衡方程,求解恒力磨抛末端执行器系统传递函数;对末端执行器控制系统进行硬件以及软件界面设计,建立末端执行器控制系统。（2）研究分析恒力磨抛末端执行器控制策略。通过系统伯德图以及响应曲线,对末端执行器控制系统稳定性进行分析,结果显示:控制系统模型相位裕度γ=42°,Kg=58.5 d B,满足稳定要求;实际输出力与模型预测的输出力响应曲线展现出显著的吻合性,得到该控制系统稳定性较好。基于恒力磨抛末端执行器的系统数学模型,研究分析传统PID控制、纯模糊控制、自适应控制以及模糊PID控制这四种不同的恒力末端执行器系统力控制策略,以期找到最为适合的恒力控制方法。为了研究控制策略的参数对系统稳定性的影响,采用MATLAB软件中的Simulink模块仿真实验。实验结果表明,模糊PID控制策略在提升控制系统的动态调节性能及跟随鲁棒性方面表现出色。这验证了模糊PID控制策略在保持控制系统稳定性方面的优越性,从而满足了恒力控制的实际需求。（3）分析了控制算法对铝合金焊缝恒力磨抛加工质量的影响。提出磨抛过后焊缝表面微观特性及力学性能研究实验方法,对焊缝恒力磨抛后的表面微观组织结构进行分析,以及对不同控制方法的恒力磨抛焊缝表面形貌进行对比分析。结果显示,模糊PID控制表面加工质量更优,传统PID控制表面轮廓曲线差值波动在±10μm,而模糊PID控制表面轮廓曲线差值波动在±5μm。对末端执行器控制系统进行恒力实验验证,基于模糊PID控制方法,研究磨抛压力、进给速度、砂纸目数等工艺参数对磨抛后焊缝表面粗糙度的影响,并进行正交实验,得到最优磨抛参数;对磨抛过后的工件进行拉伸实验,对恒力磨抛的焊缝力学性能进行分析,分析对比不同控制算法下磨抛后拉伸强度影响。实验结果表明,模糊PID控制算法控制下,磨抛过程中压力大小误差在±1 N,恒力效果相对较好;模糊PID控制算法下磨抛工件拉伸强度为182.15 Mpa,相比其他控制算法磨抛工件拉伸强度最优。图[53]表[9]参[87]

关键词：机器人磨抛末端执行器恒力控制模糊PID控制磨抛加工

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基于工业机器人磨抛整体叶盘加工仿真方法研究

基于工业机器人磨抛整体叶盘加工仿真方法研究

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第十九届中国磨粒技术学术会议

作者：李凯黄智万从保王洪艳宋瑞电子科技大学机械电子工程学院成都611731

整体叶盘作为一种提高航空发动机推重比的新型构件在新一代航空发动机研制中应用得越来越广泛.该零件主要通过整体铣削或电加工方式进行轮廓粗成形,其叶片的表面粗糙度及波纹度等并不能满足最终技术要求,还必须经过精密磨抛或光整加工... 详细信息

整体叶盘作为一种提高航空发动机推重比的新型构件在新一代航空发动机研制中应用得越来越广泛.该零件主要通过整体铣削或电加工方式进行轮廓粗成形,其叶片的表面粗糙度及波纹度等并不能满足最终技术要求,还必须经过精密磨抛或光整加工后才能达到预期的表面质量.对此,本文结合相关课题需要,采用工业机器人方式对整体叶盘进行磨抛加工的仿真开展了探索.

关键词：航空发动机整体叶盘磨抛加工工业机器人

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