检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2020年第11期60卷 927-933页

作者：彭发忠张朋王立平邵珠峰杨迪杨快清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 济南二机床集团有限公司济南250022

大型伺服冲压线中的主驱动电机功率通常达到MW量级,由于需要驱动滑块频繁加减速,容易造成巨大的电网冲击和电能损失。为了保证大型伺服冲压线的平稳高效运行,能量管理系统是不可或缺的重要功能模块。该文针对采用飞轮储能的大型伺服冲... 详细信息

大型伺服冲压线中的主驱动电机功率通常达到MW量级,由于需要驱动滑块频繁加减速,容易造成巨大的电网冲击和电能损失。为了保证大型伺服冲压线的平稳高效运行,能量管理系统是不可或缺的重要功能模块。该文针对采用飞轮储能的大型伺服冲压线的能量管理方法展开研究,基于梯度投影算法和B-样条曲线速度规划,提出了一种半周期飞轮转速自适应规划算法。该算法在引入约数周期正弦扰动时表现出较好的抗干扰能力,避免了飞轮转速突变的问题。利用Simulink建立了伺服冲压线的理论仿真模型,仿真结果表明:所提出的飞轮转速自适应规划算法能够显著改善进线功率和母线电压的波动,为大型伺服冲压线的能量管理提供了一种有效方法。

关键词：伺服压力机能量管理飞轮储能自适应

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基于分层结构的伺服压力机滑块轻量化设计

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清华大学学报（自然科学版） 2020年第12期60卷 1016-1022页

作者：彭发忠王传英柴恒辉邵珠峰王帅奇王博文清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 济南二机床集团有限公司济南250022

滑块是伺服压力机的重要组成部分,滑块质量直接影响压力机制造成本和精度。针对目前大型伺服压力机的滑块仍然存在结构不尽合理和质量过大的问题,该文以滑块结构轻量化为目标,结合滑块的结构特点和不同优化方法的优缺点,提出了一种基于... 详细信息

滑块是伺服压力机的重要组成部分,滑块质量直接影响压力机制造成本和精度。针对目前大型伺服压力机的滑块仍然存在结构不尽合理和质量过大的问题,该文以滑块结构轻量化为目标,结合滑块的结构特点和不同优化方法的优缺点,提出了一种基于分层结构的滑块轻量化设计方法。给出了实用的载荷分析模型以及边界条件的确定方法,作为ANSYS优化分析的基础。考虑到滑块上半部分所起的连接和支撑作用,在保证功能约束的前提下,采用拓扑优化实现其材料的最大化切除;对参数结构较为明确的滑块下半部分展开参数优化,优化隔板的厚度以及布局。利用ANSYS软件对整体优化方案进行了验证,在保证刚度要求的基础上,整体优化方案降低了滑块质量,实现了滑块轻量化。该文所提方法为机械产品的轻量化设计提供了一种有效途径。

关键词：伺服压力机滑块轻量化拓扑优化参数优化

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T15高速钢异质材料激光熔覆过程的多相流模型

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中国表面工程 2019年第1期32卷 117-123页

作者：王翔宇王罡罗升尤浩兴融亦鸣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 南方科技大学机械与能源工程系深圳518055

激光熔覆过程中熔池的演变包含能量输入、质量添加、高温金属液体流动、金属熔化凝固以及材料扩散等复杂过程。基于多相流理论,建立了T15高速钢在42CrMo基板上激光熔覆的物质传输模型。其中,质量添加与能量输入过程采用添加在熔池表面... 详细信息

激光熔覆过程中熔池的演变包含能量输入、质量添加、高温金属液体流动、金属熔化凝固以及材料扩散等复杂过程。基于多相流理论,建立了T15高速钢在42CrMo基板上激光熔覆的物质传输模型。其中,质量添加与能量输入过程采用添加在熔池表面单元的源项模拟,而气液界面的捕捉则采用了CLSVOF方法。通过试验获得的熔覆层关键形貌参数,被用来验证数值模型的有效性。结果表明,T15高速钢由于其自身含有较高的硫含量,在激光熔覆熔池中,在Marangoni力的驱动下具有明显内向流动的特征。高温液体向下流动,形成较大的熔深。以熔覆层高度、深度、稀释率等3个形貌参数为比较依据,验证了异质材料激光熔覆的多相流模型,在不同工艺参数组合下试验值与仿真值均具有较好的一致性,证明了该模型可准确反映激光熔覆过程熔池内的微流动与物质传输行为。

关键词：激光熔覆多相流马朗戈尼效应表面活性元素

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基于摩擦力的机械臂零重力系统卸载性能

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清华大学学报（自然科学版） 2019年第10期59卷 831-837页

作者：田斯慧唐晓强代海林李煜琦清华大学机械工程系北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 北京卫星环境工程研究所北京100094

空间机械臂在地面零重力系统进行模拟实验前,需先用装有传感器的模拟机械臂对模拟系统的卸载性能进行评定,以保证系统工作时的可靠性。该文首先建立了一个七关节机械臂在地面零重力系统中的动力学模型,计算了各关节扭矩,并以扭矩作为模... 详细信息

空间机械臂在地面零重力系统进行模拟实验前,需先用装有传感器的模拟机械臂对模拟系统的卸载性能进行评定,以保证系统工作时的可靠性。该文首先建立了一个七关节机械臂在地面零重力系统中的动力学模型,计算了各关节扭矩,并以扭矩作为模拟系统卸载性能的评价指标。接着采用连续性摩擦模型对系统进行摩擦力参数辨识,通过实验结果反推出系统的摩擦力特性,并对关节扭矩进行修正。修正后的计算扭矩更接近实验值,保证了理论建模的准确性。该模型可以预测出未安装传感器的空间机械臂在模拟系统中运行时的力学参数,保证实验的安全。

关键词：空间机械臂零重力模拟系统关节扭矩摩擦力

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微喷孔聚酰亚胺表面持续性亲水工艺

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光学精密工程 2018年第9期26卷 2198-2204页

作者：赵翔贾志新张康生李勇周凯北京科技大学机械工程学院北京100083 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

在聚酰亚胺材料上加工用于喷墨打印头的喷孔时,广泛采用激光打孔后填充亲水聚合物使喷孔内壁具有一定的亲水性,从而有利于提升打印头的工作频率。为了简化喷孔的制备工艺,本文提出一种使用氧气与氩气混合等离子体处理的方法,在引入亲水... 详细信息

在聚酰亚胺材料上加工用于喷墨打印头的喷孔时,广泛采用激光打孔后填充亲水聚合物使喷孔内壁具有一定的亲水性,从而有利于提升打印头的工作频率。为了简化喷孔的制备工艺,本文提出一种使用氧气与氩气混合等离子体处理的方法,在引入亲水基团的同时增大表面粗糙度,克服通常等离子体处理中聚酰亚胺表面亲水性随着时间增加而逐渐丧失的局限,以期能够长时间维持亲水性。实验结果表明,经过长时间放置后,聚酰亚胺表面能够维持一定的亲水性,表面的接触角能够保持在50°~60°。最后,通过仿真分析验证了亲水性提升对于喷墨打印中墨滴填充的有利影响,墨滴填充时间由140μs缩短至70μs。

关键词：喷墨打印混合气体等离子体聚酰亚胺微喷孔亲水性

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基于改进圆弧转接的直线段连续过渡算法

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计算机集成制造系统 2019年第9期25卷 2248-2255页

作者：肖建新张辉李炳燃李国林清华大学电子工程系北京100084 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与控制北京市重点实验室北京100084

复杂曲面是数控加工中的一种类型,在数控系统加工前,商业软件会将复杂曲面离散成海量直线段逼近,但相邻直线段间速度的不连续性严重影响曲面加工质量,因此常采用轨迹段间插入直线或曲线来改善速度的连续性。基于已有轨迹段间插入圆弧的... 详细信息

复杂曲面是数控加工中的一种类型,在数控系统加工前,商业软件会将复杂曲面离散成海量直线段逼近,但相邻直线段间速度的不连续性严重影响曲面加工质量,因此常采用轨迹段间插入直线或曲线来改善速度的连续性。基于已有轨迹段间插入圆弧的转接算法,提出一种基于公差的改进圆弧过渡路径规划算法,在保证转接轨迹精度的同时提高了转接速度。进一步,采用一种加速度连续、加加速度有界的7段S形加减速曲线,实现了刀具路径速度规划及插补。基于上述算法进行了曲线加工验证实验,实验结果表明,所提算法能够在达到同等加工精度条件下,显著提升轨迹段间的转接速度(的连续性),提高复杂曲面加工效率。

关键词：局部转接圆弧曲线路径规划速度规划复杂曲面数控加工

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高速飞行器薄壁异形零件加工余量的数字化分析与优化

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计算机集成制造系统 2016年第6期22卷 1456-1464页

作者：王辉周明星郑维珍师智斌李红卫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 中国航天科工集团三院159厂北京100074

针对高速飞行器中非圆、薄壁异形结构件加工超差、壁厚不均等导致的报废率较高的问题,提出一种以毛坯/零件三维模型匹配对准为核心的工件加工余量数值分析方法。以精密测量技术获取毛坯实例的三维点云模型,建立了毛坯/零件点云的空间匹... 详细信息

针对高速飞行器中非圆、薄壁异形结构件加工超差、壁厚不均等导致的报废率较高的问题,提出一种以毛坯/零件三维模型匹配对准为核心的工件加工余量数值分析方法。以精密测量技术获取毛坯实例的三维点云模型,建立了毛坯/零件点云的空间匹配对准基本方法,并以包容、对齐、均匀等约束条件进行加强,实现了毛坯/零件的匹配对准及三维加工余量的优化分析。通过运用基准转换原则实现了数值分析中的虚拟基准向零件加工中的实体基准的转换,为数值余量分析结果的加工应用奠定了基础。以某型复杂薄壁异形舱段零件的毛坯件加工为例对研究方法进行了工程验证,结果表明了该方法在工作效率、加工精度等方面的技术优势及其有效性。

关键词：薄壁异形零件数字化制造加工余量特征匹配建模仿真

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恒光强扫描干涉光刻条纹锁定系统设计

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光学精密工程 2022年第8期30卷 938-947页

作者：王磊杰罗伟文张鸣朱煜清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室&精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 电子科技大学四川成都611731

为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计。首先,介绍... 详细信息

为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计。首先,介绍了扫描干涉光刻中干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统原理方案,并设计实现了恒光强外差声光移频式干涉条纹相位锁定控制系统。然后,分析了控制系统理论模型,对系统实际模型进行辨识和高阶线性拟合,并设计了系统控制器。最后,在该控制器的基础上开展了调试和条纹锁定控制。实验结果显示,开启条纹锁定控制后,100 Hz以下的低频扰动成分受到明显抑制,干涉图形相位锁定的残余误差为0.0693 rad(3σ),即相位变化小于±0.01个干涉条纹周期;光束偏移调控误差达到100μm时,干涉条纹锁定性能仍能保持稳定。该系统不仅可实现不同干涉姿态下干涉条纹的高精度锁定,还具有较大的光束调控误差裕度,满足干涉条纹周期、方向和相位同步实时控制的扫描干涉光刻机的需求。

关键词：扫描干涉光刻条纹锁定外差相位测量干涉仪

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高速高加速并联机器人构型与尺度参数设计

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机械工程学报 2022年第13期58卷 36-49页

作者：孟齐志谢福贵张赛刘辛军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济南翼菲自动化科技有限公司

高速并联机器人因其通用性和适用性，有望成为电子、食品和医药等行业中保障质量、提高效率和降低成本的核心装备，具有重要的学术研究和工程应用价值。围绕高速并联机器人的双动平台优势特征，提出平台间耦合策略，建立基于平台间耦合... 详细信息

高速并联机器人因其通用性和适用性，有望成为电子、食品和医药等行业中保障质量、提高效率和降低成本的核心装备，具有重要的学术研究和工程应用价值。围绕高速并联机器人的双动平台优势特征，提出平台间耦合策略，建立基于平台间耦合策略的线几何图谱化高速并联机器人构型综合方法，实现双动平台型高速并联机器人构型创新设计；针对优势机器人构型，采用双动平台型并联机器人运动和力传递特性指标体系，优化设计出一组高性能高速并联机器人尺度参数；开展样机研发、实验研究与应用验证，结果表明：TH-SR4并联机器人具备高速高加速品质，在高速分拣与操作领域具有应用前景。

关键词：高速并联机器人高加速并联机器人构型综合双动平台性能评价尺度优化

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卡盘定心精度建模及其保持特性与修复方法

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吉林大学学报（工学版） 2016年第2期46卷 487-493页

作者：王健健冯平法张建富吴志军张国斌闫培龙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 呼和浩特众环集团呼和浩特010051

为了提高三爪卡盘的精度保持性,通过建立卡盘定心精度及重复定心精度的计算模型,研究了卡盘主要零部件的磨损对卡盘定心精度的影响及精度修复方法。研究表明:卡盘零部件磨损导致的卡爪位置误差中径向误差是影响定心精度的主要因素;对于... 详细信息

为了提高三爪卡盘的精度保持性,通过建立卡盘定心精度及重复定心精度的计算模型,研究了卡盘主要零部件的磨损对卡盘定心精度的影响及精度修复方法。研究表明:卡盘零部件磨损导致的卡爪位置误差中径向误差是影响定心精度的主要因素;对于楔式三爪动力卡盘而言,重复定心精度的大小等于盘体与楔心套的配合间隙;只有当盘体与楔心套配合间隙的一半小于卡盘定心的系统误差时,才能够通过高爪配车修复卡盘长期使用后的定心精度;磨损引起盘体与楔心套配合间隙增大导致的卡盘精度失效不能通过对高爪进行配车来修复。

关键词：机床三爪卡盘定心精度磨损高爪配车

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