基于并联机构调姿的大部件支撑点优选

为了提高基于并联机构形式的数字化调姿装置的操作性能和支撑稳定性等,对部件上的支撑点位置进行了优化选择。建立了该定位调姿装置的运动学模型,根据分支机构运动链的矢量图形,求解了定位调姿装置的位置方程及机构雅克比矩阵;根据机构雅克比矩阵建立了调姿装置的灵活度、承载力和刚度等性能评价指标;根据定位雅克比矩阵建立了调姿装置对部件定位时的支撑稳定性指标;对上述指标进行综合评价,根据指标的优化得到了部件的优化支撑点位置。分析结果表明:基于并联机构形式的大部件调姿装置的性能评价指标和位姿无关,支撑稳定性和姿态有关,且各指标依赖于初始支撑点的选择,以上结论为大部件定位支撑点的选择提供了参考。     

三坐标定位器系统动态特性分析和实验

为解决飞机传统装配精度低、调整复杂和质量不稳定问题,介绍了三坐标定位器结构与工作原理,建立了伺服传动系统的数学模型,得到系统的传递函数.采用Matlab/Simulink对系统进行仿真模拟,并对三坐标定位器的动态特性进行分析.实验测试结果表明,三坐标定位器能够快速、准确地跟踪位置指令,并具有很好的抗干扰能力.对三坐标定位器进行动态特性分析和实验测试,有利于分析与优化系统调姿工作特性,对改进定位器的结构设计具有一定的指导意义.     

基于统计特征的点云模型匹配技术

为使匹配结果收敛于全局最优解,提出基于统计特征的点云模型匹配技术.通过调整自由模型与固定模型的一个或多个对应统计特征重合或一致来实现模型的匹配.基于统计特征的模型匹配分为完全匹配和部分匹配两种情况.完全匹配能够一次匹配成功;部分匹配需要进一步处理才能完成模型匹配:交互调整自由模型中未被约束的自由度,使得自由模型与固定模型达到视觉上的匹配,然后采用迭代最近点算法精确匹配.根据统计特征进行模型匹配,使匹配方案稳定、可靠,保证匹配结果收敛于全局最优解.     

基于模板的点云边特征提取技术

为了分析大型结构件互插装配的干涉问题,提出了基于模板的点云边特征提取方法.模板根据理论计算机辅助设计模型定制而成,包括理论边上的离散点,以及边在各点处的切矢.配准模板与点云数据,根据模板中每一离散点及其对应的切矢信息构建平面,利用其对点云数据切片获得二维截面数据.在每一截面数据中,以理论离散点为界,将截面数据分为两段,分别拟合这两段数据为两段曲线,其交点或切点即为实际边特征上的点.通过曲线拟合、截面优化,不但可以确切定位点云中的边点,而且可以插值求解点云中不存在的边点,保证了边特征的提取精度.     

复杂曲面自动化测量程序生成及分析

着重分析了基于坐标测量机的复杂曲面自动化测量中的测量程序生成和曲面轮廓度评价方法问题。对一张曲面，采用单一测量头，根据曲面的最小曲率半径确定测量头半径，根据曲面精度等级、机床加工能力、曲面的复杂程度等因素确定采样样本大小。利用自适应采样方法，使得采样点的分布完全符合曲率大处采样点多、曲率小处采样点少。评价曲面轮廓度时，针对无基准要求的面轮廓误差采取曲面的最佳匹配，给出了一个参数曲面的最佳匹配算法。     

基于局部协调设计的复杂自由曲面模型拓扑还原技术

针对局部协调设计因引入协调曲面而破坏了模型原有的拓扑结构并同时增加了自由曲面形状造型所需的曲面片数量,提出一种基于局部协调设计的复杂裁剪汇交曲面模型拓扑还原技术.逆向定位汇交点(N面角点)并完整构造出决定还原后N边汇交曲面模型拓扑、几何形状和边界的特征曲线网格.应用自由曲面逼近技术分片逼近经裁剪汇交曲面和协调曲面离散获得的点云数据重建B样条曲面以实现裁剪汇交曲面的拓扑还原.采用自由曲面模型的全局美化技术实现紧公差约束下对点云逼近的N张拓扑还原后汇交曲面的全局美化,保证曲面相邻边界和N面角点处收敛的G<'1>光滑拼接.应用实例表明,该拓扑还原技术不仅较好复现了原始汇交曲面模型的拓扑与几何性质,并且使模型达到整体G<'1>连续.     

纸基蜂窝零件装夹系统中自动填料装置的设计

根据某种微细物料的物理特性和添料工况要求,采用在料斗口安装网孔板的方法实现对物料流量的定量控制.通过试验确定了在网孔孔径和振动加速度一定的情况下,物料流量与流动时间以及振动频率的关系.从理论上分析了填料装置中电磁开关的动态响应特性对物料定量控制精度的影响.在试验研究和理论计算的基础上,设计出一种能够精确控制物料流量的自动添料装置.     

航空铝合金7050-T7451铣削力模型的实验研究

采用多因素回归正交实验法进行铣削实验，在给出四因素、四水平实验模型中常系数和指数数学推导公式的基础上，建立了特种材料7050-T7451的铣削力模型，为进一步研究航空铝合金数控加工变形提供了可靠的边界条件。     

二维曲线自动跟踪测量的一种新算法

商品坐标测量机软件的二维曲线自动跟踪测量功能在应用中经常出现跟踪失败和采样信息不充分等问题。针对这些问题 ,提出了一种基于三次样条曲线基本性质的二维曲线自动跟踪测量算法 ,采用圆弧外插方法估算后续测量点并利用回溯方法提高跟踪测量的可靠性。这种方法还可以推广应用于曲面的扫描测量和一些特殊的三维曲线的自动跟踪测量中。文中还对测头补偿问题进行了分析 ,提出了相应的解决方法。     

面向IGES输出的曲面重构技术

针对反求工程中复杂曲面CAD建模专用软件（RE－SOFT）与其他商用CAD／CAM系统间进行信息流动的问题，提出一种面向IGES标准输出的复合三角Beizer曲面重构四边NURBS曲面技术；通过复合三角曲面的特征提取，对三角曲面进行分块、区域边界编辑及相邻区域光滑拼接，进而构造出G^1连续的光滑四边NURBS曲面模型并以IGES数据格式传输到其它CAD／CAM系统中进行后续处理，达到了既能充分利用三角曲面的优势又能实现专用CAD软件（RE－SOFT）与其他商用CAD／CAM系统集成的目的。