钻孔与排屑方案自动优化技术

根据工件所需钻孔的总排数、每一排的总孔数、钻孔深度、减压孔方案、第1次钻孔限定进刀量、第2次钻孔限定进刀量等技术参数要求,编制了相应的钻孔技术方案。经过优化处理后,用户只需设定若干钻孔参数,即可自动生成合理优化的钻孔与排屑方案,其中排屑方案则由多次进钻和退钻实现。     

自动钻孔机的PC控制

在磁电机外壳的加工中，需沿其圆周方向钻8个φ6．5的孔、传统的加工方式是在台式钻床上用分度夹具依次将孔钻出，生产率低，工人劳动强度大。为了改变这种状况，笔者设计了一台自动钻孔机，实现了加工全过程的自动化。该机结构紧凑，布局合理，专能而高效，具有实用价值。自动钻孔机的主运动系统采用机械传动，自动送给系统由液压──机械组合传动来完成、因为在钻孔时，需用工件底部的两个半圆弧槽来定位．以满足所估8个扎在工件圆周上的方位分布，因而为自动供料带来了困难。为了解决这个问题，上料机构具有对称配置的两个工位，每个工位…     

基于线结构光的型钢自动焊接位置检测技术

摘要： 针对现有H型钢现场焊接过程中多为人工焊接、劳动强度大、操作环境恶劣且人工测量随意性大等问题,提出了一种基于视觉与图像处理的型钢自动焊接位置检测技术。该技术主要基于线结构光测量法来实现对型钢轮廓的检测从而确定焊接位置,利用激光线的位置确定焊缝位置,结合焊接机器人达到自动焊接的目的。先利用张正友标定法获得相机内参数和畸变系数,再通过最小二乘法拟合激光平面的方法实现激光平面的标定,结合两者实现整个测量系统的标定,然后基于OpenCV编程接口实现图像处理,最后利用ABB机器人工具坐标系对该测量方法的检测精度进行评价。针对检测点深度方向坐标误差较大问题提出一种误差拟合方法,应用此方法进行多种型号H型钢测量试验。试验结果表明,采用上述方法标定后的线结构光视觉测量系统测量误差小于1 mm,达到了较高的标定精度,明显降低了坐标误差,能够满足焊接使用要求。 创新点： 利用标准量块提出一种误差拟合方法,可有效降低坐标误差。     

激光切割中FPCB定位和畸变校正方法

提出了一种在激光切割机切割柔性印刷电路板(FPCB)时,实现工件自动定位和畸变校正的加工方法.以FPCB上的标记孔的圆心点为基准、以CCD成像为手段,获取FPCB在机床坐标系下的实际位置和实际畸变;再以射影变换实现FPCB的自动定位和畸变校正.本文提出的方法既实现了工件准确定位,又实现了FPCB畸变校正,显著提高了激光切割的精度.     

荧光磁粉自动探伤系统的图像检测技术

为实现导弹引信壳体的自动化检测,设计了一套全自动荧光磁粉探伤系统.介绍了系统的结构和实现方式.重点介绍了图像采集和图像处理部分.系统采用Laplacian算子对原始图像进行锐化处理,然后采用Prewitt算子进行边缘提取,最后采用面积和周长两个物理量作为判断工件合格与否的特征值.实际测量显示,系统的测量精度可达0.01 mm,满足导弹引信壳体检测的需求.     

用数值模拟方法改进淬火夹具结构和装夹方法以减少淬火畸变

用淬火过程的数值模拟方法,结合FLUENT和ANSYS软件的优势,从流体力学的角度提出减少薄壁壳体淬火畸变的工艺措施。结果表明,改进淬火夹具结构,将底板上导流孔的分布与工件放置位置结合起来,并在底板上放置工件的中心位置增设大孔,提高壳体下部的对流换热效率,使工件外表面淬火畸变减小约24.4%;淬火装夹方法采用悬挂方式时,工件淬火过程的温度分布更加均匀,工件外表面淬火畸变减小约33.4%。采用改进淬火夹具结构来减少淬火畸变的工艺措施更符合生产实际情况。     

自由旋转曲面工件的壁厚自动测量方法

为了解决不同型号薄壁类旋转曲面工件在壁厚自动化测量过程中,测量点位置姿态难以确定及测量效率的问题,提出了一种基于多自由度机械臂的旋转曲面工件壁厚自动测量方法。首先,利用激光位移传感器对工件进行扫描,完成工件特征曲线的重构;然后,对得到的特征曲线进行自适应布点,计算出所需厚度测量点的位置。机器人带动末端测厚探头最终实现了自由旋转曲面工件的自动化壁厚测量。     

复合材料内腔数控钻孔机床控制系统设计

针对复合材料内腔钻孔加工过程中因人工钻孔引起的孔位置精度差、效率低等问题,设计了一套五轴联动机床闭环控制系统。在该系统软硬件设计过程中充分考虑了加工稳定性、可靠性、精确性。结合工件加工位置和机床结构,以数控系统为控制核心,在PC端精度补偿系统、数控位置指令、伺服控制系统共同作用下实现闭环控制自动补偿定位误差,并保证加工精度。通过试验对钻孔过程中定位精度进行验证,结果表明:钻孔质量和加工效率满足复合材料内腔钻孔加工要求,该系统具有一定的实际应用价值。     

转向架轴箱专用机床及夹具设计

对转向架轴箱的加工方案进行分析,设计钻孔专用机床。为了实现转架轴箱体一次装夹完成4-12 mm孔的加工,设计一套液压专用自动夹具。实践证明:该夹具结构简单,操作方便,加工过程中实现了对工件的快速定位装夹,提高了生产效率。     

基于激光投影法的圆柱工件直径测量误差分析

针对激光光束投影法直径测量精度受多种因素影响而下降的问题，提出了一种计算圆柱体直径的解析几何方法。分别用解析几何方法和近似等腰三角形方法推导出圆柱工件直径计算公式，并进行了圆柱工件直径测量仿真，分析了激光源位置、被测工件位置、线阵CCD分辨率和被测工件直径等参数对直径测量结果的影响。结果表明，在激光源位置、工件位置和工件直径变化时，提出的解析几何方法仍能够保证直径测量的准确性，其测量误差只与线阵CCD传感器的分辨率有关；提高CCD传感器的分辨率，可以提升圆柱工件直径的测量精度。采用解析几何方法和高分辨率的线阵CCD可满足激光直径测量系统高精度的应用要求。     

基于安川机器人的工件位姿模拟系统设计

为便于在实验室中进行工件位姿检测模拟,设计基于安川机器人的工件位姿模拟系统,包含模拟执行、测量标定、自动运行。基于安川工业机器人的六轴机体与平行移动功能,实现末端搭载被测工件的姿态模拟。采用API激光跟踪仪设计标定流程,获得准确的工具参数,保障模拟精度。利用PLC与触摸屏设计系统控制部分与人机交互部分,实现系统根据设置参数进行自动模拟。结果表明：该系统能在实验室条件下实现工件位姿模拟的自动化作业。     

数控系统圆形工件智能测心定位研究

为解决数控机床钢环套装圆形工件定位精度问题,对圆形工件测量定位进行研究,从而保证套装精度。采用计算机仿真软件分析并确定圆形工件内部有效测量点分布位置,建立几何模型,选取测量方式。通过实验对仿真结果以及几何模型进行验证,利用数字测量探头配合数控系统计算工件圆心坐标。与理论圆心坐标相比,测量圆心坐标误差小于0.2 mm,满足测量位置定位标准和套装要求,所建模型具有较好的稳定性。圆形工件智能测心定位的研究,为特殊环境下工件的定位提供了参考。     

基于激光熔覆再制造PDC钻头的机器人仿真分析

为了降低PDC钻头维修成本以及钻井周期,基于激光熔覆再制造技术,提出用机器人实现对钻头的再制造. 基于逆向工程,对PDC钻头进行数据采集,再对获取的钻头点云数据进行数据处理、三维重构,构造出与实体PDC钻头相同的三维模型. 利用软件Geomagic布尔运算得出工件缺损部位,在软件NX1899中利用等距平面族Γ与钻头修复部位相交,实现对曲面零件的路径规划. 对机器人末端焊枪修复PDC钻头轨迹进行仿真模拟,利用软件PQart模拟工作环境中工件相对于机器人的位置,实现对机器人的轨迹优化. 调整机器人末端焊枪位姿,提高修复后PDC钻头的表面性能. 验证了所述方法的可行性,为激光熔覆再制造技术修复复杂曲面提供了参考.     

TC4钛合金深孔钻削方式和轴向力研究

针对钛合金钻削过程中的轴线偏斜问题,基于Abaqus对钛合金两种不同的钻削过程进行仿真,建立钻杆的有限元模型、数学模型,并将轴线的偏斜问题转化为两种不同钻削方式的轴向力大小问题。得出结论：在工件速度为180～900 r/min时,钻头与工件同时反向旋转时,轴向力随着工件速度的增大而减小。并对该方式进行工件转速为900 r/min的不同钻头转速、进给量的16组试验,结果表明：在钻头转速为900～1 800 r/min之间、进给量为0.02～0.08 mm/r时,平均轴向力减小了33.4%。因此,可以采用该钻削方式减小偏斜量。     

人造单晶金刚石激光微孔加工技术研究

人造单晶金刚石传统的激光打孔方法采用"轮廓法".该方法的缺点是越靠近孔的中心剥去的材料越多,精确的孔型难以得到.本文在理论和实践的基础上,提出了一种新的激光数控打孔自适应模型.在模具的压缩区,通过控制工件的转速实现材料的均匀去除,并且使激光脉冲能量随着孔径的减小而递减,以提高孔型精度.结果表明,该模型可以有效提高微孔的加工精度,最小加工孔径达到3.5 μm.理论和实践证明,本文提出的激光打孔数控模型是人造单晶金刚石激光打孔的有效方法.     

Automation of centered micro hole drilling using a magnetically levitated table

This paper presents the automation of centered micro hole drilling, using a magnetically levitated table. Centered micro hole drilling, an example of which is nozzle outlet hole drilling, has previously been performed manually by skilled craftsmen. If a micro hole is drilled when the center line of the drill and the center line of the guide hole are not aligned, the misalignment may cause drill breakage. By using a magnetically levitated table, a workpiece can be aligned frictionlessly. When the horizontal support stiffness of the table is set small, by lowering the drill slowly, centering can be performed due to the contact force between the drill tip and the conical surface of the nozzle. Spinning nozzles were used as experimental workpieces, and 0.1–0.5 mm diameter drills were used.     

基于旋转超声加工的GFRP罐体侧壁开孔系统设计

针对传统的玻璃钢罐体人工开孔方式存在开孔效率低、定位精度低差、开孔质量低等问题,设计一种针对GFRP罐体侧壁开孔的旋转超声加工系统。系统包含工件的输送、装夹、旋转超声主轴、进给驱动和刀具位置调整等部分,重点介绍旋转超声主轴和进给系统。运用有限元法设计带有开孔器的变幅杆,获得满足谐振频率的变幅杆结构,并通过有限元软件对带有开孔器的变幅杆进行谐响应分析,发现刀具振动方向以轴向为主且振动幅度满足要求。     

Hole Taper Characterisation and Control in Laser Percussion Drilling

Small hole (< 1 mm diameter) drilling by lasers is widely applied in various manufacturing processes. Hole tapering is one of the inherent manufacturing problems associated with laser percussion drilling (multiple pulse drilling) whereby material is ejected in the form of molten droplets when a series of laser pulses are delivered to a point on a workpiece. This paper reports an investigation into the mechanisms of hole taper formation, its characteristics and the development of a taper control technique. A statistical modelling technique is used to characterise the parameter relationships during hole-taper formation. Laser beam inter-pulse shaping is used to control the hole-taper. Parallel holes are produced as a result of this new development.