检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机集成制造系统 2022年第8期28卷 2440-2448页

作者：刘献礼孙庆贞岳彩旭李恒帅哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

随着大数据时代的来临,传统数据挖掘技术已不能满足智能制造背景下海量数据处理的要求。针对海量数据在挖掘过程中出现的计算能力不足、挖掘效率低下的现状,提出在云计算环境下,以分步聚类理念为基础,对经典K-means聚类算法进行改进,并... 详细信息

随着大数据时代的来临,传统数据挖掘技术已不能满足智能制造背景下海量数据处理的要求。针对海量数据在挖掘过程中出现的计算能力不足、挖掘效率低下的现状,提出在云计算环境下,以分步聚类理念为基础,对经典K-means聚类算法进行改进,并将改进的算法与Hadoop平台的MapReduce计算架构相结合,实现算法计算并行化,从而形成能够应对海量数据挖掘任务的新算法T.K-means。为了验证新算法的实用性能,以虚拟铣削Ti-6Al-4V(TC4)钛合金加工运行数据为挖掘对象,利用T.K-means算法挖掘加工工艺参数与工件表面粗糙度之间的关系,得到可调控工艺参数的优化值以指导实际加工。挖掘结果表明,T.K-means算法可用于TC4钛合金铣削工艺参数优化目标值的确定,其所挖掘出的工艺参数能够反应机床铣削加工TC4钛合金表面粗糙度的最佳运行状态。

关键词：数据挖掘分步聚类 T.K-means算法 MapReduce架构铣削参数优化

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基于逐点前进法的改进型点云配准方法

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中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 875-885页

作者：李茂月许圣博孟令强刘志诚哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量... 详细信息

点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量。然后,通过使用法向量约束改进的KN-4PCS算法进行粗配准,以实现源点云与目标点云的初步配准。最后,使用双向Kd-tree优化的LM-ICP算法完成精配准。实验结果显示:在斯坦福大学开放点云数据配准实验中,其平均误差较SAC-IA+ICP算法减少了约70.2%,较NDT+ICP算法减少了约49.6%,配准耗时分别减少约86.2%和81.9%,同时在引入不同程度的高斯噪声后仍能保持较高的精度和较低的耗时。在真实室内物体点云配准实验中,其平均配准误差为0.0742 mm,算法耗时平均为0.572 s。通过斯坦福开放数据与真实室内场景物体点云数据对比分析结果表明:本方法能够有效提高点云配准的效率、准确性和鲁棒性,为基于点云的室内目标识别与位姿估计奠定了良好的基础。

关键词：点云配准 KN-4PCS 双向Kd-tree LM-ICP

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基于数字孪生的铣刀状态实时监控

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计算机集成制造系统 2023年第6期29卷 2118-2129页

作者：刘明浩岳彩旭夏伟张俊涛刘献礼哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

针对机械加工过程中面临的制造过程不稳定、数据时效性差、实时监控可视化效果弱等问题,本着“虚实结合、以虚控实”的总体思想,提出基于数字孪生的铣刀状态实时监控方法,构建了物理空间和虚拟空间共生互控的数字孪生体。首先,搭建了基... 详细信息

针对机械加工过程中面临的制造过程不稳定、数据时效性差、实时监控可视化效果弱等问题,本着“虚实结合、以虚控实”的总体思想,提出基于数字孪生的铣刀状态实时监控方法,构建了物理空间和虚拟空间共生互控的数字孪生体。首先,搭建了基于数字孪生五维模型的铣刀状态监控系统结构模型,明确了五层系统架构的组成部分;其次,分别阐述了实现孪生系统框架的3个关键技术,即数控机床的数字空间搭建、多源异构数据的传输及管理、数字孪生驱动的铣刀状态监测;最后,以某薄壁件铣削加工过程为应用案例,验证了该监控方法的可行性与有效性,并为全面管控高档数控机床加工过程提供了一种新途径和新思路。

关键词：数字孪生铣刀状态监控五轴数控机床三维可视化

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高动态范围条纹结构光在机检测技术及应用进展

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中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 1-18页

作者：刘泽隆李茂月卢新元张明垒哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

条纹结构光技术是近年来发展迅速的非接触式测量方法,为机械加工在机检测提供了新的解决方案。由于加工环境光线复杂且金属零件本身具有高反光的特性,造成结构光在机检测的精度降低。将高动态范围(High Dynamic Range,HDR)技术应用于结... 详细信息

条纹结构光技术是近年来发展迅速的非接触式测量方法,为机械加工在机检测提供了新的解决方案。由于加工环境光线复杂且金属零件本身具有高反光的特性,造成结构光在机检测的精度降低。将高动态范围(High Dynamic Range,HDR)技术应用于结构光检测中,可抑制高反光的影响,实现金属零件在复杂场景的测量。本文首先介绍了结构光测量原理,总结出HDR结构光在机检测面临的难点;其次,对HDR结构光技术进行了全面综述,以机械加工在机检测为背景,对基于硬件设备的HDR技术和基于条纹算法的HDR技术分别进行了归纳分析;然后,根据在机检测的条件需求,对各类技术进行总结,并比较不同方法的优缺点和在机检测的适用性;最后,结合近年来先进制造技术和精密测量的研究热点,对潜在应用进行分析,提出技术展望。

关键词：三维测量结构光条纹投影高动态范围在机检测

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高速重载工况下静压推力轴承的热特性表征

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华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第9期48卷 79-85页

作者：于晓东高维铖伍广鹏周文凯毕宏伟杨晓冬郑小军哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

在高速重载工况下静压推力轴承由于强剪切和强挤压联合作用,油膜发热量大,温升高且分布不均,会产生热变形。不同工况下静压推力轴承对流换热不同,进一步导致工作台和底座热变形不均匀。为表征其热特性,提出等面积分割法,通过区域计算不... 详细信息

在高速重载工况下静压推力轴承由于强剪切和强挤压联合作用,油膜发热量大,温升高且分布不均,会产生热变形。不同工况下静压推力轴承对流换热不同,进一步导致工作台和底座热变形不均匀。为表征其热特性,提出等面积分割法,通过区域计算不同工况下静压推力轴承对流换热系数。运用软件ANSYS Workbench对工作台和底座温度分布及热变形进行仿真,得到工作台热变形分布及载荷和转速对轴承的影响,搭建实验台并进行验证。结果表明:承载0~8 t时,随载荷增大和转速减小,变形量逐渐增大。承载8~24 t时,随载荷增大和转速减小,变形量逐渐减小。承载24~32 t时,旋转工作台为Z向负变形,且最大变形在工作台边缘处,底座最大变形集中在底座最下面肋板部分。底座变形比旋转工作台变形小。承载16~30 t时静压推力轴承变形较小,最优承载在16~30 t之间。建议通过优化其内部结构或增强散热进一步提高抗热变形性能。

关键词：静压推力轴承高速重载工况对流换热系数热特性表征数值模拟与实验

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光栅投影在机三维形貌检测技术研究进展

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中国光学（中英文） 2023年第3期16卷 500-513页

作者：吕虹毓李茂月蔡东辰赵伟翔哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

基于视觉的测量方式对航天、军工以及电子芯片等先进制造领域具有良好应用前景以及深远的发展意义,而基于结构光的在机三维视觉检测技术,是目前精密加工领域的热点与难点之一。本文以结构光在机三维测量流程为主线,将其中的关键技术,包... 详细信息

基于视觉的测量方式对航天、军工以及电子芯片等先进制造领域具有良好应用前景以及深远的发展意义,而基于结构光的在机三维视觉检测技术,是目前精密加工领域的热点与难点之一。本文以结构光在机三维测量流程为主线,将其中的关键技术,包括测量标定、相位优化求解、在机三维点云处理及不同特征曲面重构中的技术要求、涉及的方法和原理、相关研究现状及目前存在的问题,进行论述与总结。最后,根据未来相关技术的实际需求,在加工现场标定、动态实时三维重构、亚微米及纳米级测量、测量-加工一体化数据传输技术等方面进行了展望,并提出了相应的研究思路。

关键词：光栅投影三维形貌在机检测机器视觉表面重构

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面向智能制造过程的刀具设计、制备与管控技术

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机械工程学报 2023年第19期59卷 429-459页

作者：丁明娜刘献礼岳彩旭范梦超顾浩哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学荣成学院威海264300

随着智能制造技术的迅猛发展,制造业正在逐步实现智能化生产,特别是对于异常复杂的切削加工过程,智能化的实现尤为重要。刀具作为切削过程中最活跃的要素,其性能与寿命对零件的加工精度和生产效率有直接影响。材料切削性能的多样性、加... 详细信息

随着智能制造技术的迅猛发展,制造业正在逐步实现智能化生产,特别是对于异常复杂的切削加工过程,智能化的实现尤为重要。刀具作为切削过程中最活跃的要素,其性能与寿命对零件的加工精度和生产效率有直接影响。材料切削性能的多样性、加工系统动态变化的非线性以及生产节拍的多变性等问题给刀具设计、制备与管控技术带来了巨大的挑战,智能制造技术使面向需求的刀具精准高效设计、精确可靠制备与科学全面管控得以实现,有利于生产过程节能降耗与提质增效。本文提出了面向智能制造过程的刀具设计、制备与管控的相关技术架构,从面向智能制造的刀具设计方法、制备过程与管控技术三个方面梳理了国内外相关研究成果及应用案例,并对基于虚实映射与迭代优化的面向全生命周期的刀具设计、制备与管控技术进行了展望。刀具全生命周期的智能化必将助力制造产业升级和结构优化,促进生产方式智能变革。

关键词：智能制造刀具设计刀具制备刀具管控数字孪生

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航空叶片形貌高精度结构光扫描视点规划

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中国光学（中英文） 2023年第4期16卷 802-815页

作者：李茂月蔡东辰赵伟翔肖桂风哈尔滨理工大学、先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

航空发动机叶片的加工质量与检测精度对于叶片的使用寿命有着十分重要的影响。本文提出一种基于结构光的高精度扫描视点规划方法以提高叶片检测精度。首先,对叶片整体尺寸进行粗扫描,获取粗模型数据,并根据相机分辨率与采集精度确定视... 详细信息

航空发动机叶片的加工质量与检测精度对于叶片的使用寿命有着十分重要的影响。本文提出一种基于结构光的高精度扫描视点规划方法以提高叶片检测精度。首先,对叶片整体尺寸进行粗扫描,获取粗模型数据,并根据相机分辨率与采集精度确定视野范围。其次,利用改进Angle Criterion算法进行边界提取,根据边界坐标与视野范围完成边界分割点的确定,利用曲面的截面线法对粗模型进行切片,根据切片结果确定内部分割点,从而完成点云均匀分割。然后,对分割后的点云数据建立有向包围盒获取中心点坐标,并对其法向量进行统计,确定主法线方向,从而生成高精度扫描的视点坐标。最后,对叶片进行表面形貌检测验证,实验结果表明,与超体素分割的视点采集结果相比,本文方法的平均标准差降低了0.0054 mm,且采集视点减少了1/3。提出的视点规划方法在薄壁叶片在机加工检测领域具有良好的应用前景。

关键词：视点规划边界提取点云分割法向量统计薄壁叶片

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基于有限元的套管柔性针穿刺软组织弯曲建模研究

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仪器仪表学报 2020年第3期41卷 202-211页

作者：赵燕江房玉康张永德张瑞康哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学智能机械研究所哈尔滨150080

套管柔性针作为柔性针的一个重要分支,与其他传统的柔性针相比,在针体路径矫正、穿刺灵活性以及斜尖转角控制精度等方面具有巨大的优势。为深入研究套管柔性针穿刺机理,建立基于有限元的穿刺弯曲模型。分析软组织的生物力学特性,建立了... 详细信息

套管柔性针作为柔性针的一个重要分支,与其他传统的柔性针相比,在针体路径矫正、穿刺灵活性以及斜尖转角控制精度等方面具有巨大的优势。为深入研究套管柔性针穿刺机理,建立基于有限元的穿刺弯曲模型。分析软组织的生物力学特性,建立了精确的软组织模型;对套管柔性针穿刺软组织进行受力分析,建立力学模型;在力学模型的基础上,建立套管柔性针穿刺软组织的弯曲模型,进行仿真研究。最后通过实验得到穿刺力-时间曲线和针弯曲变形曲线,并与仿真曲线进行比较。结果表明,仿真结果符合实验穿刺力的变化趋势,系统弯曲误差在2 mm以内,满足医学上的要求,验证了套管柔性针穿刺软组织的力学模型以及弯曲模型的正确性和合理性,为路径规划及控制奠定理论基础。

关键词：套管柔性针软组织建模力学建模弯曲模型有限元分析

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基于矫正力的前列腺粒子植入穿刺控制策略研究

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仪器仪表学报 2023年第5期44卷 100-112页

作者：代雪松张永德无锡学院自动化学院无锡214000 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

以前列腺粒子植入机器人精准穿刺为目标,针对机器人辅助前列腺粒子植入手术的现存不足和发展趋势,开展针挠曲形变预测模型和穿刺控制策略等方面的研究。研究了针挠曲形变预测模型的参数获取问题,提出基于矫正力的术中组织杨氏模量识别方... 详细信息

以前列腺粒子植入机器人精准穿刺为目标,针对机器人辅助前列腺粒子植入手术的现存不足和发展趋势,开展针挠曲形变预测模型和穿刺控制策略等方面的研究。研究了针挠曲形变预测模型的参数获取问题,提出基于矫正力的术中组织杨氏模量识别方法,解决术中组织杨氏模量获取困难的问题。随后,建立基于矫正力的穿刺控制策略,分为两个阶段,即术前针尖轨迹规划阶段和术中穿刺策略调整阶段。在术前针尖轨迹规划阶段,基于针挠曲形变预测模型构建成本函数获取最佳针尖轨迹与穿刺参数。在术中穿刺策略调整阶段,构建了反向针挠曲形变预测模型,对矫正力的数值进行术中补偿,并采用基于强化学习(RL)的自适应PID方法设计控制器控制矫正力的施加,实现精准穿刺。自主搭建了粒子植入机器人实验平台以验证所提穿刺控制策略的有效性,粒子植入的平均误差为1.96 mm,标准误差为0.56 mm,实验结果表明,基于矫正力的穿刺控制策略能够有效降低针尖挠曲值,可以提高粒子植入精度。

关键词：前列腺粒子植入矫正力穿刺控制策略

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