双目视觉测量中等匹配点的光条中心提取

为了精确、快速提取激光条中心,使其提取结果更适用于工业现场特征尺寸的双目视觉测量,提出了一种等匹配点的激光条中心提取方法。利用灰度重心法粗提取出激光条中心点,计算灰度梯度方向,确定光条边界。接着,根据左右图像中激光条的粗提取结果确定基准光条,对另一幅图像中的对应光条进行插值。然后结合灰度梯度方向与插值结果对激光条进行重提取,得到等匹配点的亚像素中心坐标。最后,利用激光条中心点提取结果重建陶瓷平板、金属板表面及加工现场锻件表面的特征信息。实验结果表明,本文方法提取陶瓷板与金属板的激光条中心点的匹配率分别为99.887%与98.276%,宽度重建的相对误差分别为0.638%与0.488%,激光条中心提取结果能有效重建锻件表面的特征信息,满足工业现场对测量的精度、速度和鲁棒性要求。     

电火花微孔加工自适应灰色控制

运用灰色控制理论建立了电火花加工过程适时控制的算法，结合短路次数与生产率的关系，形成了控制过程的双环控制。详细地论述了各环控制的原理及实现方法。     

多几何要素影响下液压阀件特性的混合神经网络预测模型

液压阀件系统是一个具有多几何要素影响的多系统特性复杂系统,建立液压阀件特性预测模型,以系统多几何要素作为输入,实现系统特性的预测,将对实际生产具有重要的意义。在深入分析反向传播(Back propagation,BP)神经网络与径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络的基础上,结合两类神经网络的特点,提出基于BP神经网络与RBF神经网络的混合神经网络预测模型。利用生产实际中实测的某具体液压阀件特性值及影响该特性的各几何要素值作为预测模型的数据来源,对所提出的混合神经网络进行训练,并进行仿真。实例计算表明混合神经网络预测模型可提高单项神经网络预测模型的预测精度,预测平均相对误差为0.0461。可见,所提出的混合神经网络预测模型能够很好地满足工程实践中液压阀件特性预测要求。     

瓦斯抽采管路自动阻爆技术

为了提高瓦斯抽采系统的安全性,对抽采管路的阻火防传爆技术进行了研究。采用三重红外火焰探测技术拾取爆炸火焰红外光辐射信息,并传递至PLC控制器,控制器驱动液压快速阀门关闭,从而实现瓦斯抽采管路的快速准确阻爆。建立了瓦斯抽采管路阻爆试验模型,通过模拟试验验证了阻爆技术的合理性与可靠性,阻爆阀门动作时间小于100 ms,且有效阻止了爆炸火焰的蔓延。     

基于CFRP切削过程仿真的面下损伤形成分析

由于碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)宏观上呈现非均质、各向异性,细观上表现为纤维和树脂的特殊混合形态,导致其制件加工过程中极易产生分层、开裂等损伤,严重影响其制件的加工精度及承载性能。研究CFPR加工损伤产生机理并以此降低加工损伤是提高其加工质量的关键。基于宏观各向异性本构、Hashin失效起始准则及损伤演化,建立了可实现任意纤维角度单向板连续动态切削过程仿真分析的直角切削有限元模型,分析了任意纤维角度CFRP单向板连续切削过程面下损伤,得到了纤维角度、切削参数、刀具结构对面下损伤深度的影响规律。具体结果:纤维角度为影响面下损伤的主要因素,随纤维角度增大,切削力增大同时面下损伤深度也明显增加;面下损伤的主要原因为切削力过大导致的基体破坏及扩展;对于135°单向板面下损伤深度随刀具前角增大呈先增大后减小的趋势。     

中国先进加工制造工艺与装备技术中的关键科学问题

根据中国国家自然科学基金委员会安排，研讨先进加工制造工艺与装备科学与技术的发展趋势。针对中国先进加工制造和装备学科存在的基础研究不系统、不深入的共性状况，以国家需求为目标，以加强先进制造工艺与装备的理论基础研究和应用基础研究为突破口，提出国家自然科学基金“十一五”(2006～2010)期间先进加工制造工艺和装备领域需要研究的科学问题、研究方向、工程目标，以及应该优先发展的重点方向。 先进加工制造是实现高效率、高精度和低成本制造的技术支撑。先进加工制造的目标是高效化、精密化、智能化、集成化、数字化和洁净化，关键技术包括高速/高效切削加工技术、高速/超高速磨削技术、精密/超精密加工技术、非传统加工及其复合加工技术，以及相关的先进加工制造装备的制造技术。 摘要根据中国国家自然科学基金委员会安排，研讨先进加工制造工艺与装备科学与技术的发展趋势。针对中国先进加工制造和装备学科存在的基础研究不系统、不深入的共性状况，以国家需求为目标，以加强先进制造工艺与装备的理论基础研究和应用基础研究为突破口，提出国家自然科学基金“十一五”(2006～2010)期间先进加工制造工艺和装备领域需要研究的科学问题、研究方向、工程目标，以及应该优先发展的重点方向。 先进加工制造是实现高效率、高精度和低成本制造的技术支撑。先进加工制造的目标是高效化、精密化、智能化、集成化、数字化和洁净化，关键技术包括高速/高效切削加工技术、高速/超高速磨削技术、精密/超精密加工技术、非传统加工及其复合加工技术，以及相关的先进加工制造装备的制造技术。 高速/高效切削加工技术的科学问题包括切削加工时刀具和工件材料相互作用过程刀具摩擦、磨损和破坏机理，工件材料高速切削变形理论与工件表面成形机理，高速切削刀具与机床的动力学分析，高速切削过程的智能监控理论与技术。研究方向包括高速/高效切削机床与刀具，难加工材料的高速/高效切削加工，高速/高效切削表面质量，高速/高效切削加工的动力学与稳定性。工程目标包括超高速切削，机床主轴转速达到1×106r·min-1，铣削铝及其合金的切削速度达到1×104m·min-1；高性能切削，机床主轴功率达到100kW，进给速度达到50m·min-1；采用多坐标驱动，提高机床的柔性和效率。     

复杂曲面硬脆材料零件数字化测量技术研究

对硬脆材料构成的薄壁回转体零部件进行数字化测量是精密修磨以改善其物理性能的前提条件。针对零件孔深、径小、内廓面为高次幂三维复杂自由曲面等特点,研制了基于IPC＋PMAC的开放式专用数控测量与修磨机床,采用动态接触式扫描、测量路径最优化规划以及内廓面离散数据处理技术,结合PMAC运动控制卡精确、高效的位置捕捉和数据采集功能,实现了对内廓面的精密自动化测量。测量精度及效率完全满足技术要求,为后续加工提供了重要保障。     

管内游动微型机器人的在线定位方法

管内无缆微型游动机器人的位置和速度的非接触式检测一般采用激光测距仪定位微型机器人构成闭环控制,该方法还没有实现在线检测．为此,提出了结合渡越法和相位测量法的一种新测量方法。并对工作原理进行了理论分析,通过采集、记录、分析超声回波信号实现了非接触式自动获取游动微机器人的位置、速度及加速度信息,具有数据采集频率高、信号处理实时性强和在线作业等特点．试验表明系统性能稳定,切实可行．     

新型材料零件数字化设计制造的理论和方法

提出并阐明了数字化设计制造的广义内涵、理论基础和技术途径,确立了按力学、热力学、电磁学性能来并行设计制造新材料零件的和方法,并结合机械、材料、力学等学科相关和技术的研究现状、发展趋势的分析和论述,指出数字化设计制造是现代科学技术发展的必然结果。