大型水轮机叶片的多轴联动数控加工编程技术

转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件，也是最难加工的零件，目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。介绍了大型水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到的转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究，开发实现了大型叶片的多轴联动加工。     

转轮叶片多轴铣削加工的集成知识云服务实现

为了解决云模式下转轮叶片铣削加工知识资源的按需共享和优化配置问题,在分析云模式下转轮叶片铣削加工特征、知识服务难点及需求的基础上,提出转轮叶片铣削加工的集成化知识云服务模式和实现方法。首先,构建了转轮叶片多轴铣削的本体库和知识库,完成了知识资源与加工任务的本体组织结构描述,在此基础上搭建集成信息输入、工艺规划、刀轨计算、仿真分析及参数优化等环节的转轮叶片多轴铣削过程模块化集成框架,建立了铣削过程的集成知识云服务模式;然后,针对集成框架的关键环节,采用基于业务需求—服务活动—协调规则的知识服务集成工作流来控制多个耦合服务任务的协同运行,并建立转轮叶片铣削过程的集成知识服务流模型;最后,搭建面向转轮叶片铣削加工过程的集成知识云服务平台,实现了知识资源与铣削加工业务流程的柔性集成,为云制造模式下转轮叶片的高效加工提供了思路和实现途径。     

基于双边滤波MSR与AutoMSRCR融合的低光照图像增强

针对在低光照环境下拍摄的图像受光照强度的影响而导致图像质量差的问题,本文提出了基于双边滤波的MSR与AutoMSRCR算法融合的低光照图像增强算法。首先,在原始低光照图像的HSV颜色空间中针对V分量使用基于双边滤波MSR算法对亮度通道进行增强,得到保留原有色彩信息的亮度增强图像。然后,将此初始亮度增强图像运用CLAHE算法基于LAB颜色空间进行亮度通道细节增强,得到细节增强的图像。最后,采用AutoMSRCR算法对原始低光照图像进行处理,并与细节增强图像进行加权融合得到最终的增强图像。以UCIQE,AG,SD,IE为评价指标,将经过该算法增强的图像与MSR算法,MSRCR算法,CLAHE算法,改进GAMMA算法等进行比较。结果表明,使用该图像增强算法处理的图像效果最佳,UCIQE达到了0.472 1,AG达到了12.674 2,SD达到了0.263 2,IE达到了7.637 9。增强后的图像色彩信息更加丰富,图像更加清晰,图像对比度更好,图像的边缘纹理信息保留更完整,图像质量更高,本研究为低光照图像增强提供了一种可行方法。     

雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术

转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件,也是最难加工的零件,目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联运数控加工编程则是实现其高精度的高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮叶片五轴联运数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究,实现了大型叶片的多轴联动加工。     

基于广义动态约束满足的产品应用服务构件模型研究

为提高产品应用服务系统的构建效率和服务设计的复用性能,提出可配置的产品应用服务构件模型及其配置实现机制.首先,给出了产品应用服务服务要素及其相瓦关系的描述,针对应用服务构成要素的特点,提出可配置的产品应用服务构件模型;然后,根据产品应用服务构件模趔中的特征变量、接口变量、属性变量和约束关系的特点,提出了产品应用服务构件模型的广义动态约束满足转换的概念,通过变量集和约束集对构件模型进行描述,并采用双层组合启发式求解算法实现构件性能的综合最优化,生成一簇具有较高复用价值和复用性能的产品应用服务构件.最后通过实例,验证了所提模型的实用性和有效性.     

主从特征融合驱动的铝型材表面缺陷检测

针对因仅考虑纹理特征而造成铝型材表面缺陷检测精度较低的问题,提出一种主从特征融合驱动的表面缺陷检测模型。该模型的构建主要包括3个部分：首先采用经Focal-Loss损失函数优化的UNet模型完成缺陷分布不均匀的样本分割与定位;然后集合卷积神经网络(CNN)与反向传播神经网络(BPNN)构建融合图像纹理特征、梯度信息和缺陷形状特征的主从特征预分类层;最后通过级联特定模糊规则的模糊神经网络完成缺陷的最终分类。利用阿里天池比赛的铝型材数据集中的5类缺陷样本对模型进行了实验验证,平均分类检测精度达到97.2%,为铝型材表面缺陷检测提供了新方法。     

基于智能合约和CPSO$_$DNN的流程工艺参数可信自决策模型

针对流程制造过程中工艺关系复杂、优化效率难保证和数据安全问题,提出一种基于智能合约和改进混沌粒子群算法的工艺参数可信自决策模型PPO-TS.首先,基于区块链技术设计适合流程制造工艺特性的数据集成与存储机制,通过数据上链技术实现数据的可信存储;然后,设计工艺参数自决策智能合约机制,利用智能合约搭建基于区块链广播式通信协议的工艺参数优化网络,启动网络并编译质量指标访问、优化自决策和决策自执行智能合约,通过自动触发工艺参数优化事务完成自决策和自执行过程;在此基础上构建基于改进混沌粒子群算法CPSO和深度神经网络DNN的优化算法CPSO_DNN,实现流程制造工艺参数优化;最后,以现场采集的某流程生产线数据为例,验证了PPO-TS模型的实用性和有效性,为流程制造工艺参数优化提供了一种新思路.     

复杂时空域下多维度智能车间数据的关联网络建模

智能车间生产数据的多工序、跨流程、异构多态的特性加剧了生产过程中工艺数据关联融合问题的复杂性.面向复杂时空域下多维多尺度车间数据,提出一种基于时序聚类-关联挖掘-复杂网络的深度融合建模方法.首先,通过高斯核函数与一维卷积运算描述车间数据的聚类特征,采用欧氏距离度量车间时序数据特征向量间的相似性,并将处理后的时序特征引入聚类分析中;其次,通过时序数据关联规则提取各工艺参数之间蕴含的内在规律和关联关系,采用支持度与置信度完成关联规则的深度挖掘;然后,依据车间跨流程多工序协同运行特点,构建以多工序的工艺参数为节点、关联关系为边的带时间窗的生产工艺过程双权重有向多层网络模型,为车间跨流程、多工序、异构多态的工艺指标间的复杂关联关系的描述提供依据;最后,以某制丝生产线质量调控为例,对所提出方法的有效性和适用性进行验证.     

链式刀库自动换刀装置的运动分析

为了提高链式刀库换刀速度和可靠性,进行了换刀机械手机构设计、换刀过程宏程序的扩展设计及运动规律分析。在建立换刀装置零件模型和装配模型的基础上设定刀具代码形式和自动换刀相关参数,通过变量作为数据进行编程,设计机械手换刀过程的宏程序,并对换刀装置进行运动学仿真以验证运动机构设计的合理性,为实际生产过程中换刀过程的准确、快速、可靠性的提高提供参考和有意义的指导。     

面向全局需求适应度的PASC组合优化

为提高产品应用服务系统的整体性能,支持多构件组合优化,针对产品应用服务系统的特点定义了各组成构件及构件间的关系,建立了产品应用服务构件模型.通过稳定服务链得到各集成稳定点的不同构件组合,以产品应用服务系统全局需求适应度为目标,建立了多构件组合优化数学模型,采用双层组合优化算法进行了多目标折衷优化,确定了最优化组合方案.给出了该方法在产品应用服务系统构建过程中的典型应用,验证了所提方法的可行性.