无标记线激光扫描轮廓表面的数据处理与重构

针对表面粗糙的金属铸件自动识别打磨问题,本文采用基恩士的LJ-V7300线激光无标记扫描器,采集工件特定区域的轮廓表面图像数据,分析了图像数据中无效数据的产生原因,建立了剔除无效数据和增强被打磨区边界识别能力的算法,并对已去除无效数据的区域选择,建立了重构该区域三维几何轮廓面算法,并在Matlab平台下构建了工件真实有效的打磨区域,为线激光扫描测量和重构轮廓表面提供了一种应用方法。该研究对工业机器人铸件的自动打磨与分析应用具有重要意义。     

线接触铣削平面理论粗糙度分析

为了分析线接触铣削平面表面粗糙度的影响因素,运用矢量运算方法建立了线接触铣削平面运动学模型;根据刀齿包络原理,对工件表面理论粗糙度几何学形成机理进行了分析,建立了顺、逆铣加工中线接触铣削平面理论粗糙度的计算分析模型,提出了顺、逆铣加工理论粗糙度数值计算方法,并分析了各个加工参数对理论粗糙度的影响.经计算仿真,在同样的加工参数条件下,逆铣加工表面的理论粗糙度值小于顺铣加工表面;刀具半径越小、刀具齿数越少、进给速度越大,表面粗糙度值越大.该计算方法能真实地反映线接触铣削平面中,各参数对理论粗糙度的影响趋势和大小,为加工参数的计算、选择提供了理论依据.     

线接触回转铣削外圆柱表面粗糙度分析

为了分析线接触回转铣削外圆柱工件表面加工质量,运用矢量运算方法建立了线接触回转铣削外圆柱工件运动学模型.根据刀齿包络原理,对工件横截表面理论粗糙度几何学形成机理进行了分析,并仿真了顺、逆铣加工条件下的刀齿轨迹.建立了顺、逆铣加工中线接触铣削外圆柱表面理论粗糙度的计算分析模型,提出了顺、逆铣加工理论粗糙度数值计算方法,并分析了各个加工参数对理论粗糙度的影响.经计算比较,该分析及计算方法能精确反映线接触回转铣削外圆柱工件表面理论粗糙度,为加工参数的计算、选择提供了理论依据.     

白光相移干涉法测量三维表面轮廓的算法及实现

依据白光干涉理论,利用相移干涉法,研究了三维表面轮廓测量的原理与系统构成,讨论了白光相移干涉法测量三维表面轮廓的算法和数据处理的实现过程,实验结果表明,测量结果和数据处理都可精确地满足被测工件的要求。     

基于3D Delaunay定理重构头模型

介绍了一种基于表面的对等值面进行三角重构的方法--移动三角形法(Marching Triangles),该算法根据表面局部几何特性和拓扑结构以三角形为元素进行网格增长,并针对研究中所遇到的问题,对此算法进行了改进.     

关于求工具形态的几种逆包络问题

机械制造问题一般是在给定加工曲面的条件下,求加工此曲面的工具形态和工具相对工件的运动,工具廓面在作相对运动中形成的廓面族包络应为理想工具表面,故求工具形态与求相对运动本质上是求包络的反问题。通常将求工具形态这类反问题称之为逆包络问题。本文提供了求工具形态常用的几种方法,并介绍了它们的应用。     

齿面交叉沟槽电解加工多场耦合仿真分析

通过分析电解加工的电场特性,建立了齿面交叉沟槽的电场和结构场耦合仿真三维及简化模型.利用仿真软件对工件表面的沟槽加工过程进行了动态仿真,分析了在不同时刻工件表面的电流密度分布与轮廓变化,同时研究了两种阴极优化结构对沟槽成型过程的影响,得出结论:使用侧壁绝缘成形阴极加工和使用片状阴极加工的工件表面在沟槽轮廓处的蚀除量一致...     

一种基于顶点移动的三角面模型虚拟切割算法

针对基于面模型的虚拟切割算法中存在的大量畸形三角面片以及运行效率不高等问题,提出了一种基于顶点移动的算法。该算法通过切割轨迹生成、顶点移动以及网格重构等来实现。与传统算法相比,对面数近万的模型,顶点移动算法6次切割运行效率大约提高21%;对面数40余万的复杂模型,运行效率大约提高6%;生成的新面片较为均匀且无畸形。     

基于NURBS控制点重构的加工误差在机测量方法

在基于在机测量结果的基础上,提出新的获得自由曲面加工误差的方法,对曲面的面轮廓度误差进行评定.该方法利用在机测量加工曲面上少量测点的坐标数据,通过重构NURBS曲面控制点拟合加工曲面.考虑求解优化问题的适应性,利用最速下降法优化计算加工曲面到理论曲面的距离,获得曲面的加工误差,对曲面的面轮廓度误差进行评定.采用该方法在NURBS曲面工件上进行实验验证.结果表明,基于在机测量NURBS曲面控制点重构的方法能够有效、快速地进行自由曲面加工误差的分析和评定.     

基于三角面片法矢量的适应性分层算法

等层厚层切法数控铣削是复杂曲面粗加工和半精加工的主要方法之一,但实际的切削实验表明所加工的工件在水平面附近的切削余量分布不均,而目前的分层方法都不能很好地解决这一问题。提出了一种基于面片法矢量以及面片组面积阈值准则的适应性分层算法。新算法通过面片法矢量检测出可能发生局部欠切的部位,并以高度值对面片分组,根据阈值准则确定曲面上大水平面的高度值,进一步结合给定的分层厚度确定分层高度,然后在所得到的分层高度进行分层。新算法能够根据工件模型,适应性地确定分层平面的高度,实验证明应用所提出的算法法规划的分层切削路径解决了前述的问题。     

不同机械加工表面轮廓展开长度比的研究

为了对不同机械加工方法形成的表面进行准确的评价,通过计算机和测量仪采集表面轮廓数据,对轮廓展开长度比进行了定量的计算与分析. 结果表明:不同机械加工方法形成的表面或不同类型形貌表面的轮廓展开长度比值有较大差异,即使在轮廓算术平均偏差相同时,不同表面的轮廓展开长度比也有明显不同,偏差达44%,由小到大依次是立铣、刨、平磨、平铣. 存在差异的原因是轮廓展开长度比包含了整个轮廓的横向、纵向信息. 此参数对表面粗糙程度、润滑能力的描述更加细致,它对传统的粗糙度评价体系将是一个有益的补充.     

数控铣削参数优化方法的研究

为了优化数控铣削参数,以切削比能低、表面质量优为优化目标,对45号钢进行了单工步干式铣削沟槽正交实验.采用多目标遗传算法求解出了不同铣削参数的优化解,并通过对比经验参数与优化参数的实验结果得出了最优铣削参数组合.在最优铣削参数组合下对工件进行加工(粗/半精加工)时,其加工切削比能和工件表面粗糙度比优化前分别降低了46.2%和41.6%,因此本文优化方法可为提高数控铣削加工质量和降低能耗提供参考.     

虚拟镗铣加工中心具体化方法研究

虚拟镗铣加工中心的一个重要作用就是分析研究加工过程,从零件的可制造性出发,确定了虚拟镗铣中心的基本概念、目的和基本要求;提出了虚拟镗铣加工中心具体化的方法自治阴极管种方法可以使虚拟镗铣加工中心迅速地成为一个真正用于分子研究加工过程的有效工具。     

超精密加工中NURBS曲面的保形插值算法

研究了适用于超精密加工的插补算法及曲面保形插值算法.在分析研究三次NURBS曲线性质基础上,提出了一种不需要反算控制顶点NURBS插值算法,采用Matlab7.0软件对该算法进行仿真.结果表明,得到的曲线具有保凸性、保形性等性质,并且曲线的修改具有局部性质,在曲线段的连接点处具有C~2连续性质.这对实现平滑稳定的高速、高精度加工具有重要意义.     

汽车覆盖件模具的非球头刀宽行加工方法

汽车覆盖件模具型面一般是由大面积平坦面和一定陡立面结合的构成的自由曲面.针对汽车覆盖件模具粗加工及半精加工中球头刀效率低的问题,将非球头刀的宽行加工应用于汽车覆盖件模具粗加工与半精加工过程,在工艺上使用环形刀加工陡立面,高进给铣刀加工平坦面的组合加工方式来代替普通球头刀加工,论述了高进给铣刀在加工平坦类曲面中的优势,提出了平底类刀具铣削平坦凹曲面的最小曲率半径判定原则,并对环形刀和高进给铣刀铣削区域内的刀路轨迹进行优化.最后,在三轴数控机床上进行了实验验证,实验结果表明:宽行加工工艺与球头刀加工相比可提高加工效率44.75%.     

基于网络的虚拟数控铣削系统

描述了一个基于网络的虚拟数控铣削系统.运用3DSMAX和虚拟现实建模语言(VirtualRealityModelingLanguage-VRML)分别建立了虚拟数控铣床模型和三维铣削场景模型.提出并实现了一种适用于VRML语言的工件毛坯的深度元素(dexel)建模方法.运用VRML的外部编程接口(ExternalAuthoringInterface-EAI)实现了JavaApplet和VRML场景之间的交互.在Tomcat服务器平台上开发了一套基于网络的虚拟数控铣削系统,该系统允许用户通过Web浏览器直观地对虚拟数控铣床进行操作.在某一特定的切削条件下,可以获得铣削力以及加工表面形貌等用户感兴趣的数据.据此可对加工工艺参数的合理性进行评估.     

基于车铣技术的微小型零件完整加工

微小型零件在加工过程中抓取和再定位的难度，极大地影响了加工精度和加工效率，完整加工为微小零件的加工提供了一个可行的方法．分析了完整加工的特点，阐述了微小零件完整加工的必要性，结合实例对微小型零件的完整加工进行了分析．     

Optimization of material removal strategy in milling of thin-walled parts

The optimal material removal strategy can improve a geometric accuracy and surface quality of thin-walled parts such as turbine blades and blisks in high-speed ball end milling.The dominant conception in the material removal represents the persistence of the workpiece cutting stiffness in operation to advance the machining accuracy and machining efficiency.On the basis of theoretical models of cutting stiffness and deformation,finite element method (FEM) is applied to calculate the virtual displacements of the thin-walled part under given virtual loads at the nodes of the discrete surface.With the reference of deformation distribution of the thin-walled part,the milling material removal strategy is optimized to make the best of bracing ability of still uncut material.This material removal method is summarized as the lower stiffness region removed firstly and the higher stiffness region removed next.Analytical and experimental results show the availability,which has been verified by the blade machining test in this work,for thin-walled parts to reduce cutting deformation and meliorate machining quality.     

基于Internet的铣削加工过程几何仿真研究

为实现网络化制造,使用户不必购买昂贵的软件即可在实际加工之前对切削加工过程进行全面的仿真、预测与分析,给出了用JAVA开发的可嵌入HTML文件的几何仿真方法,并进行了基于网络的加工过程几何仿真方法的研究,使用户可通过IE或支持JAVA Applet程序的浏览器臬进行交互式铣削加工过程仿真．该方法解决了非JAVA Applet仿真程序不能嵌入Web页,在客户机上独立于服务器完全自主运行这一技术难题,也可用于开发其他的可视化系统．     

轴向车铣等距曲边三角形廓形运动建模及仿真

建立轴向车铣加工等距曲边三角廓形运动过程的矢量表达式。用内嵌Au-toLisp的AutoCAD2000对轴向车铣加工等距曲边三角形运动曲线进行计算机仿真。得出已加工表面质量与铣刀齿数、铣刀与工件转数比成正比，且与铣削方式有关；等距曲边三角形廓形形状与廓形平均半径廓形曲面偏心之比有关。