难加工材料高速切削力非线性特征规律的最大熵谱分析与小波分析

在切削速度范围157～1 000 m/min内，综合应用析因试验与速度单因素试验，对航空用难加工材料2Cr13马氏体不锈钢进行了高速干式铣削试验。在分析其切削力显著性影响因素的基础上，对切削力随机信号进行了现代谱分析与小波分析。研究结果表明，高速切削马氏体不锈钢材料时，切削速度和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响；铣削深度和每齿进给量之间的交互作用在切削力响应信号中表现为低频周期信号；低频周期信号与高频信号叠加后，其波形的振幅将会增大。     

基于BP网络的机床主轴故障诊断研究

针对机床主轴在运转过程中由于高速、热变形和应力集中等原因而发生平移、旋转、压缩和伸展等,提出了一种基于BP神经网络和误差标定拟合对机床主轴轴心轨迹误差预测的方法。该方法首先通过实验测量出机床主轴轴心轨迹的偏心数据形成样本,运用BP神经网络对样本进行训练,然后根据样本训练结果预测机床主轴轴心偏转的将来值,最后通过三维张量空间分布函数分析将来值与理论值拟合情况得出机床运转状态。实验结果显示,当迭代次数epoch=2,训练误差为Validation=0.0052442时,训练后的拟合曲线拟合效果较好,此时BP训练状态最佳,训练后的主轴偏转结果能够反映和预测机床运转状态。本方法对于生产过程中的机床定期维修保养具有重要的指导意义。     

基于RobotStudio的工业机器人输送链跟踪仿真

为提高工业机器人在智能化生产线设计中的效率和可行性分析,提出以ABB机器人仿真软件RobotStudio在输送链跟踪中的实际应用;利用SolidWorks/Pro-E等三维建模软件,对机器人末端吸盘及外围设备进行三维实体建模,转换为Step格式文件导入RobotStudio软件中,完成整个工作站的空间布局;对机器人运动学进行理论分析,添加输送链Smart组件并进行属性设置,对输送链各个窗口进行参数标定;通过工作站逻辑,建立起各个Smart组件和机器人之间的I/O通讯。仿真结果得出:机器人输送链跟踪程序可以同步至实际生产中,产品输送链速度和机器人拾取率有密切关系,在输送链跟踪对机器人的设置方法,也可以对其它用途的工业机器人仿真作为参考,在缩短生产线研发周期和提高设计效率等方面,具有良好的作用。     

TC4钛合金混粉电火花表面改性研究

目的通过混粉电火花加工方法,分别使用紫铜和石墨作为工具电极,获得综合性能较好的TC4钛合金表面。方法利用手持式TR200粗糙度仪对工件表面的粗糙度进行测量,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪对工件组织形貌和物相结构进行分析,用FM800型显微硬度计对工件表面进行显微硬度测量。结果在相同电参数下,紫铜电极加工的工件较石墨电极加工的工件表面粗糙度要低,硬度也相对低。当I=4.5A、tON=30?s时,紫铜电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.223?m,表面硬度约为600HV;石墨电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.796?m,表面硬度约为700HV。当I=9 A、tON=30?s时,紫铜电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.748?m,表面硬度约为650HV;石墨电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=3.705?m,表面硬度约为750HV。结论在不同电极条件下混粉电火花加工后,TC4钛合金工件表面都达到了强化的效果。     

基于神经网络算法的机器人定位技术研究

机器人定位抓取工件时,正确的选择工件特征参数是机器人能否准确获取工件抓取点,进而对工件进行抓取的成败关键。在研究了图像处理技术的基础上,提出了利用神经网络非线性处理能力解决工件特征选择和特征提取过程中存在的非线性问题。在神经元的训练中,通过使用改进的Hebb学习规则克服了传统学习模式下的权值无限制增长而不收敛的问题,提高了特征的识别度和特征提取的准确性,使机器人能够实现对工件的准确抓取。     

基于视觉识别定位的苹果采摘系统研究

针对果实振荡、重叠影响采摘机器人采摘精度和效率的问题,研制了一种在农田 环境下利用视觉检测技术和机器人定位抓取技术的苹果采摘系统。首先利用图像处理技术对初 始图像进行图像预处理;其次根据图像角点提取算法检测图像曲率,通过计算曲线段上的多个 像素平均角方向之间的差值对曲率进行平滑处理,获取图像曲率集中峰值点;最后对图像曲率 峰值点进行像素坐标标定,并将该点像素坐标转化为物理坐标作为机器人的定位抓取目标点, 机器人根据定位目标点的位置信息调整运动姿态对果实进行实时追踪和识别,实现果实的精确 定位、抓取和采摘。试验证明,该系统下的机器人抓取果实的成功率高达九成以上,基本能够 满足实际生产中的果实采摘需求,可为苹果等球状果实精准识别、定位抓取提供参考。     

自动打标系统的研制

为适应全自动生产线上对产品打标记的要求，设计了一种可由计算机控制的自动打标装置。该装置具有选字灵活、体积小、安装方便、性能价格比高等优点。     

基于HALCON的机械零件尺寸快速精密测量

针对现有机械零件尺寸测量过程中的检测速度慢、精度低、成本高等问题,提出一种基于HALCON的机械零件尺寸测量方案,包括硬件和软件两部分。利用HALCON对相机进行标定,通过图像去噪、区域特征提取、仿射变换以及边缘检测等手段提取零件图像的边缘轮廓。通过HALCON的直线拟合算子得到零件的边线尺寸,借助外部导入的封装最小二乘拟合算子拟合圆,得到内孔尺寸。通过与高精度测量仪的测量结果对比可知,该方案能够实现高效率、高精度的机械零件非接触式实时测量,满足工业生产的检测精度要求,可应用于实际生产中。     

基于UG的立铣刀铣削力的有限元分析

为提高加工精度,对立铣刀的应力场进行了有限元分析。通过铣削力试验,对不同切削参数下立铣刀的铣削力进行动态采集,利用UG中的建模模块进行立铣刀实体建模,根据切削力实验结果给出了边界条件,在立铣刀有限元模型上进行加载,利用UG有限元分析模块,获得了立铣刀切削过程中切入、切出的瞬时应力场云图,显示了切削中铣刀片应力场的变化规律。