检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2015年第13期51卷 2-12页

作者：刘辛军谢福贵汪劲松清华大学机械工程系清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室

工业4.0以及智能制造是工业发展的必然趋势,但它们的发展必然是要建立在单元化装备尤其是机器人和高端制造装备的高品质基础之上的。近两年,机器人高调卷土重来,市场前景巨大;高端制造装备尤其是高档数控机床在我国需求依旧迫切。但不... 详细信息

工业4.0以及智能制造是工业发展的必然趋势,但它们的发展必然是要建立在单元化装备尤其是机器人和高端制造装备的高品质基础之上的。近两年,机器人高调卷土重来,市场前景巨大;高端制造装备尤其是高档数控机床在我国需求依旧迫切。但不管机器人还是高档数控机床在我国的发展仍然不容乐观,它们仍然低迷的共同特征是所必需的基础元器件和数控系统依赖舶来品,受制于人,关键功能部件例如摆角头、高性能减速器(例如RV减速器)等制造技术缺失,导轨、丝杠等部件可靠性和性能保持性不足。尤其是,由于结构原理以及实现技术的原因,摆角头和高性能减速器均是串联式高端机床和机器人的核心功能部件,极大地决定了机床和机器人的功能和性能,也是机床和机器人行业能否达到和赶超世界先进水平的重要屏障。机构学是装备结构设计的基础学科,机构创新是装备创新的根本,在我国机床与机器人需要跨越式发展的当前,机构学领域担负着重要的创新责任。结合机床与机器人的结构、功能和应用特点,分析和探讨我国机构学在现阶段面临的机遇,为我国机构学者的研究与工业界对高端装备的需求实现有效结合提供参考。

关键词：机器人高端制造装备高档数控机床基础元器件关键功能部件

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Bammann-Chiesa-Johnson粘塑性本构模型的参数识别方法与验证

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材料导报 2017年第3期31卷 75-79,111页

作者：周婷婷王罡杨洋李遥帅茂兵表面物理与化学重点实验室江油621908 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

Bammann-Chiesa-Johnson(BCJ)粘塑性本构模型对材料力学响应的再现和预测能力强烈依赖于其模型参数的确定,而模型参数的确定往往是通过反分析方法来进行。由于BCJ粘塑性模型包含了应变、应变率和温度耦合效应以及加载路径和温度历史,其... 详细信息

Bammann-Chiesa-Johnson(BCJ)粘塑性本构模型对材料力学响应的再现和预测能力强烈依赖于其模型参数的确定,而模型参数的确定往往是通过反分析方法来进行。由于BCJ粘塑性模型包含了应变、应变率和温度耦合效应以及加载路径和温度历史,其常数多达18个,所以寻找最佳的模型参数识别值十分繁琐。针对BCJ本构模型参数复杂、识别困难的问题,本文基于参数的物理意义,在准静态、蠕变及动态加载试验基础上,通过模型参数解耦分离、粒子群智能优化的方法分6步对18个材料常数进行识别,并用识别结果对1060纯铝动态加载试验力学响应进行模拟,模拟结果与试验结果符合良好。通过定量化误差分析,证明了BCJ粘塑性模型对实验数据的预测具有较高精度,该模型参数识别方法科学可行。

关键词： BCJ粘塑性模型参数识别参数解耦粒子群智能优化算法 1060纯铝

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基于机电建模的加工中心轴间耦合问题

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清华大学学报（自然科学版） 2017年第2期57卷 113-119页

作者：赵彤谢溢胡建清华大学机械工程系精密超精密制造装备与控制北京市重点实验室北京100084

加工中心加工精度与其整机结构特性和各轴控制特性密切相关。考虑进给轴间的动态激励响应,研究加工中心整机在特定频率范围内的各向动柔度,对辅助机床设计具有重要意义。该文结合有限元建模和相关实验方法,分析了某双驱进给平台的结构... 详细信息

加工中心加工精度与其整机结构特性和各轴控制特性密切相关。考虑进给轴间的动态激励响应,研究加工中心整机在特定频率范围内的各向动柔度,对辅助机床设计具有重要意义。该文结合有限元建模和相关实验方法,分析了某双驱进给平台的结构动柔度,重点研究其机械系统的轴间耦合问题。提出了一种用传递函数组等效机械结构特性的整机机电联合仿真建模方法,并以此研究了某卧式加工中心机电系统的轴间耦合问题。研究结果表明:当加工中心存在某些模态振型同时影响刀具或工件在多方向的变形时,其机械系统和机电系统的轴间耦合在整机动柔度研究和控制环参数选择时必须予以考虑。

关键词：加工中心轴间耦合有限元建模机电建模

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采用相位调制方法的光纤干涉仪

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光学精密工程 2017年第4期25卷 820-826页

作者：倪畅张鸣朱煜清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为了实现小巧紧凑且使用灵活的大量程位移测量,提出了一种采用相位调制方法的光纤干涉仪。首先,介绍相位调制方法,分析内调制与外调制的特点,指出由于内调制的局限性,外调制更适于较大量程的位移测量。然后,用数学推导和MATLAB仿真对已... 详细信息

为了实现小巧紧凑且使用灵活的大量程位移测量,提出了一种采用相位调制方法的光纤干涉仪。首先,介绍相位调制方法,分析内调制与外调制的特点,指出由于内调制的局限性,外调制更适于较大量程的位移测量。然后,用数学推导和MATLAB仿真对已有的位移解算算法中的反正切法与微分交叉相乘法进行分析,证明在毫米级量程的位移测量中反正切法优于微分交叉相乘法。最后,搭建了采用相位调制方法的光纤干涉仪,并进行了实验验证。实验结果表明:相比于微分交叉相乘法,反正切法更适用于毫米级以上量程的位移测量,基于相位调制的光纤干涉仪在毫米级步进运动中的相对误差最大为255.21nm,标准差为78.56nm,基本满足高精度大量程的位移测量需求。

关键词：光纤干涉仪相位调制方法相位调制位移解算反正切法

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船舶分段堆场的改进图模型与三阶段调度策略

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第12期62卷 2003-2012页

作者：陈俊宇田凌代菁洲清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

船舶分段堆场调度对控制分段建造中的物流成本具有重要意义。针对现有研究中存在堆场模型难以准确表达平板运输车在堆场内的转弯而限制优化效果,调度策略适用的调度规模小,优化效果有待提高的问题,该文通过引入融合了堆位和平板运输车... 详细信息

船舶分段堆场调度对控制分段建造中的物流成本具有重要意义。针对现有研究中存在堆场模型难以准确表达平板运输车在堆场内的转弯而限制优化效果,调度策略适用的调度规模小,优化效果有待提高的问题,该文通过引入融合了堆位和平板运输车信息的节点,构造分段堆场的改进图模型,准确表达了转弯,使堆场模型更接近实际。提出了求解各个阶段调度方案的船舶分段堆场三阶段调度策略,提出快速求解算法加快求解速度,通过解耦堆位分配顺序和分段入场顺序,提出阻挡分段预测算法优化入场分段堆位分配。在模拟船厂环境的多堆场调度仿真中,将堆场的非生产性转运率降低到10%,验证了该文堆场模型和调度策略的有效性。

关键词：船舶分段堆场非生产性转运堆场模型调度策略

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基于规划单元的连续微小直线段在线规划算法

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计算机集成制造系统 2017年第11期23卷 2483-2490页

作者：张勇叶佩青汤佳骏张辉清华大学机械工程系北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为提高数控系统中连续微小直线段的规划效率/解决跨段插补问题,提出规划单元的概念,通过将诸多微小直线段划分为规划单元进行速度规划,根据规划单元内部各控制点的加速度约束、加工误差约束、跨段插补约束和指令速度约束等速度约束条件... 详细信息

为提高数控系统中连续微小直线段的规划效率/解决跨段插补问题,提出规划单元的概念,通过将诸多微小直线段划分为规划单元进行速度规划,根据规划单元内部各控制点的加速度约束、加工误差约束、跨段插补约束和指令速度约束等速度约束条件,计算出规划单元的进给速度和终点速度。为了实现微小直线段加工的连续变速过程,提出线速度前瞻算法,并结合规划单元定义给出前瞻规划单元的最小理论长度,建立前瞻缓存区,通过速度回溯算法实现缓存区内部规划单元速度规划过程。结合口腔修复体数控机床的加工代码轨迹对基于规划单元的连续微小直线段速度规划算法进行验证,结果表明该算法能够满足口腔修复体高速连续加工。

关键词：规划单元微小直线段速度规划数控系统在线前瞻

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基于Adaboost算法的环抛机盘面钝化程度分类

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清华大学学报（自然科学版） 2021年第9期61卷 986-993页

作者：李泽林刘成颖清华大学机械工程系精密/超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

针对环抛机盘面钝化程度难以识别的问题,该文提出了一种基于灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,GLCM)和Adaboost分类器的分类方法。首先获取盘面状态图像,利用GLCM算法对环抛机盘面纹理图像进行特征提取,将GLCM的4个二阶统... 详细信息

针对环抛机盘面钝化程度难以识别的问题,该文提出了一种基于灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,GLCM)和Adaboost分类器的分类方法。首先获取盘面状态图像,利用GLCM算法对环抛机盘面纹理图像进行特征提取,将GLCM的4个二阶统计量输入至Adaboost分类器进行训练,得到可以识别盘面未钝化和已钝化图像的图像分类器。经过试验数据分析,确定了GLCM用于环抛机盘面钝化程度分类的最优参数为点对间距离d=11、灰度级数k=16,其分类正确率可达98.3%,较LBP算法分类正确率升高9.5%,较PNN算法分类正确率升高2.08%。

关键词：环抛加工钝化灰度共生矩阵(GLCM) Adaboost算法

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基于非定常机电转换系数的超磁致伸缩换能器输出振幅模型

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清华大学学报（自然科学版） 2017年第5期57卷 459-464页

作者：蔡万宠张建富郁鼎文吴志军冯平法清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为实现对超磁致伸缩超声换能器输出振幅的准确预测,由换能器的等效电路推导得到输出振幅模型,并通过阻抗分析辨识出模型中的等效参数。为提高模型的准确性,研究了激励信号的频率和电压幅值对机电转换系数的影响。通过实验建立机电转换... 详细信息

为实现对超磁致伸缩超声换能器输出振幅的准确预测,由换能器的等效电路推导得到输出振幅模型,并通过阻抗分析辨识出模型中的等效参数。为提高模型的准确性,研究了激励信号的频率和电压幅值对机电转换系数的影响。通过实验建立机电转换系数与激励频率的关系曲线,插值得到不同频率激励下换能器的机电转换系数,由振幅模型得到换能器输出振幅与激励电流幅值的关系曲线。结果表明:基于阻抗分析结果建立的振幅模型能够较准确地预测换能器在谐振状态下的输出振幅,验证了振幅模型的正确性。基于插值法得到的振幅-电流幅值曲线与实验结果一致,验证了所建立的机电转换系数与激励频率之间关系的正确性,提高了振幅模型在不同频率下的准确性。

关键词：超磁致伸缩换能器振幅模型机电转换系数等效电路

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机器人化装备测量-加工一体化技术现状及展望

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机器人 2024年第1期46卷 118-128页

作者：王卓群谢福贵解增辉刘辛军清华大学机械工程系北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

面对非结构化的加工场景以及多品种小批量复杂构件的定制化加工需求,机器人化装备需具备感知待加工件和加工场景的能力,对测量技术与加工技术的深度融合需求迫切,但目前尚无成熟的技术体系。本文围绕测量-加工一体化技术所涉及的测量数... 详细信息

面对非结构化的加工场景以及多品种小批量复杂构件的定制化加工需求,机器人化装备需具备感知待加工件和加工场景的能力,对测量技术与加工技术的深度融合需求迫切,但目前尚无成熟的技术体系。本文围绕测量-加工一体化技术所涉及的测量数据获取、加工特征提取、加工方案生成和末端闭环控制4项关键技术进行综述,总结了测量-加工一体化技术的现状与面临的技术挑战,对测量-加工一体化技术在构建跨尺度测量场、优化数据驱动方式、集成多功能测量、拓展智能化应用等方面的发展趋势进行了分析和探讨。

关键词：测量-加工一体化机器人化装备智能化加工跨尺度测量

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超声振动系统非接触式高效电能传输的电路补偿

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清华大学学报（自然科学版） 2015年第7期55卷 728-733页

作者：申昊冯平法张建富郁鼎文吴志军清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为提高超声振动系统的非接触式电能传输效率,对系统的电路补偿网络进行了研究和设计。结合压电振子的等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了电路补偿的理论依据,提出各自独立地对原、副边回路进行补偿,以消除互感的影响。结合理论和仿... 详细信息

为提高超声振动系统的非接触式电能传输效率,对系统的电路补偿网络进行了研究和设计。结合压电振子的等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了电路补偿的理论依据,提出各自独立地对原、副边回路进行补偿,以消除互感的影响。结合理论和仿真计算的结果,设计并建立了超声振动系统非接触式电能传输的电路补偿网络。对系统的输出振幅进行实验测量,结果显示:补偿后的振幅得到了大幅提升,且气隙值越大、电功率越大,补偿效果越显著。对于超声振动系统的非接触式电能传输,所建立的补偿方法能够显著地减小无功损耗,提高能量传输效率,补偿网络设计合理、有效。

关键词：超声振动系统非接触式电能传输互感模型等效电路电路补偿超声振幅

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