在三轴插齿机上实现非圆齿轮磨齿运动的方法

为了提高非圆齿轮加工精度,解决磨床设计周期长、造价高的问题,基于一种非圆齿轮成形砂轮展成磨削法原理,提出了在三轴非圆齿轮插齿机上改装成形磨头,实行非圆齿轮磨齿加工的方法.利用非圆齿轮插齿加工原理,解决了在插齿机上进行无干涉无抬刀分度的问题;同时利用平面运动转化理论,实现了四轴运动到三轴运动的转化,使非圆齿轮磨齿加工可以应用于实际生产中,该方法有利于非圆齿轮在齿面硬度要求高的领域应用。     

并联机器人奇异位形分析的几何方法

采用微分几何方法,提出一种针对一般并联机器人的奇异性的分类方法,依据奇异流形 与奇异运动方向的关系,将奇异性进一步区分为一阶奇异性和二阶奇异性,基于二阶奇异点分布 的连续性属性将其中的二阶奇异性进一步分为退化和非退化奇异性,并对退化奇异性的物理含 义进行了分析,指出退化奇异给机构带来的危险性.最后针对冗余驱动的平面二自由度并联机构 进行了分析.     

力反馈时延遥操作系统的时延相关稳定性分析

当力反馈双边控制系统的主从端之间存在时延时,系统的稳定性和透明性会遭到破坏.无源性方法能保证系统的时延无关稳定性,但由于稳定性和透明性冲突,系统的透明性较差.本文利用绝对稳定性理论推导出一种新的双边控制算法.它以时延相关稳定性代替时延无关稳定性作为控制设计的目标,牺牲一部分不必要的稳定裕度以改善系统的透明性.它在保证系统稳定性的前提下使系统具有更好的透明性,最后用仿真进行了验证.     

机器人多指操作的抓取力分析和实时优化

在非线性摩擦锥约束转换为对称矩阵正定线性约束的基础上,首先将抓取力摩擦锥约束进一步转换为线性矩阵不等式约束,使抓取力封闭判别问题转化为带线性矩阵不等式约束的可行解问题,完成抓取的力封闭条件判别,然后根据摩擦锥的正定线性约束矩阵和抓取力平衡约束矩阵的分块特性和稀疏特性,实现多指滚动操作实时抓取力优化计算.最后在多指手实验平台上实现并验证了算法.     

连续加工路径的进给速度规划算法研究

为了实现数控系统连续轨迹的速度规划,本文提出了混合进给速度的规划方法.此方法通过建立转弯处加工路径和加工误差的数学模型,实现了转弯处进给速度的控制.实验结果表明,这种方法不仅可以极大的提高机床的加工效率,减小由于路径转弯剧烈引起的机床震动,从而大大提高工件的加工质量.混合进给速度的规划方法保证了加工精度和加减速的稳定性.     

自由曲面的多级定位方法

为解决自由曲面工件定位中无法正确求取对应点问题,运用分级两步定位方法进行定位,达到正确求解的目的.首先在工件曲面和CAD曲面上分别均匀取点,提取曲面上的特征曲面,获得特征匹配关系,然后算出对应的位姿关系,完成预定位、精定位.为节省计算时间,提出了基于最大特征值优化的采点方法.最后给出实例研究,验证了方法的正确性.     

大时延力反馈双边控制系统

阐述了力反馈双边控制遥操作的基本思想,讨论了其稳定性和透明性,介绍了一种既能保证稳定性、又能提高透明性的力反馈双边控制方法．最后给出了力反馈遥操作实验系统的实现,在6s时延条件下成功完成了曲面跟踪任务．     

工件自动混合定位包容问题的研究

基于微分几何中李群、李代数、齐次空间等理论对混合自动定位包容问题进行了形式化描述,并利用齐次空间的几何特性,使复杂的混合定位问题分解成对称工件定位和包容两个独立的问题。介绍了解混合定位包容问题的算法。仿真试验结果表明该算法速度快、精度高和鲁棒性好。     

一种完善的自适应NURBS曲线插补算法

在考虑速度、加速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个完善的自适应NURBS插补器。该插补器不仅能够根据曲线的形状,自适应地调整速度,而且通过加减速处理模块和速度再修正模块,使速度在变速过程中始终以恒定的加速度进行升降,从而不仅能够满足机床的加减速能力的要求,而且使得机床运行更加平稳,提高了加工精度。计算实例验证了所设计的离线自适应NURBS插补器的可行性。     

基于VERICUT非圆齿轮磨齿虚拟加工研究

在VERICUT软件环境下建立了虚拟数控非圆齿轮磨齿机床。首先基于成形砂轮展成磨削非圆齿轮的基本原理,进行了磨床的运动数据计算,并构造了符合实际加工要求的G代码形式。然后在VERICUT下进行了机床模型的搭建,并根据实际磨床的系统特性,选择了合适的控制器,配置了相关参数,建立了非圆齿轮数控加工的虚拟磨床系统。最后在VERICUT下进行了非圆齿轮的加工仿真,对加工仿真中各种干涉情况进行了检查。通过该方法,可以很好地验证非圆齿轮磨削理论的准确性,同时为后续非圆齿轮的实际加工提供了可靠依据。