基于调度软件的开放式数控系统体系结构的研究

针对数控系统的开放性问题,分别从硬件系统、软件系统、数据模型等3个方面进行阐述。采用"PC+运动控制器"的嵌入式双CPU硬件体系结构来解决硬件系统的开放性问题;构建了基于调度软件的分层体系结构来解决软件系统的开放性问题,并简化数控系统的开发工作;利用STEP-NC数据模型来构建开放式数控系统,从数据模型层面解决数控系统的开放性问题。开发了开放式数控的原型系统,并搭建了基于PMAC的硬件系统,验证了体系结构的正确性和有效性。     

基于模拟植物生长算法的平面度误差评定

平面特征是最基本的几何图形元素之一,在机械零部件中发挥着重要作用。为了实现方便准确地评定平面度误差,提出将模拟植物生长算法应用于确定平面度最小包容区域的问题中。首先,根据最小区域法建立了平面度误差评定的数学模型;其次,介绍了模拟植物生长算法的仿生原理和数学理论,引入了寻优步长的自适应调整机制,并且阐述了使用该算法评定平面度误差的具体流程;最后,基于VB6.0开发了算法的计算机程序,实例运行后将评定结果和现有的评定算法进行了比较。实践证明,采用模拟植物生长算法评定平面度误差,不仅可以有效地求出最小包容区域解,而且具有良好的快速性和稳定性。     

实时快速NURBS直接插补技术

为了解决基于泰勒展开式的NURBS插补算法存在的速度波动问题,提高NURBS插补实时性,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。根据插补原理,提出了一种不同于泰勒展开式的插补计算方法,并研究了一种NURBS快速计算方法。在满足插补过程精度要求的前提下,由进给速度直接计算插补点坐标,并采用递推矩阵对NURBS进行快速求值求导计算,有效地减小了速度波动,而且提高了计算速度和插补实时性。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

基于PLC的圆盘式刀库电控系统设计

以复合镗铣加工中心工作时实现加工中心的自动换刀为研究对象,利用三菱FX3U系列PLC完成了圆盘刀库电控系统的设计方案,该系统可以使刀库完成随机选刀、就近换刀等规定动作。经过现场调试,该系统稳定、可靠。     

基于PMAC的TX1600G镗铣加工中心的挠度补偿北大核心

针对TX1600G镗铣加工中心滑枕的挠度变形的问题,采用基于PMAC的数控系统对滑枕的挠度误差进行软件补偿。首先建立滑枕有限元模型,通过有限元分析得到其变形量;然后使用PMAC提供的一维位置补偿功能,建立了适合加工中心的挠度补偿,并设计了修改挠度补偿量的界面,通过修改补偿量界面,可根据具体情况修改补偿量,提高了数控系统的开放性;最后经试验台运行调试后证明,该方法可行,且操作简单、响应速度快。     

“三人制”篮球进攻技战术在篮球技战术教学中的应用

三人制篮球进攻技战术比起传统的五人制要更简洁自由得多,比起传统篮球体育教学枯燥、实际性不强等诸多弊端,三人制应用于篮球教学中,使得教学变的有趣的同时,运动员自身的技能与全局应变能力等都能得到显著提高。且无论是在大众体育还是高校篮球教学中,其都具有积极推动作用。     

一种基于光子晶体结构的新型MEMS红外光源

结合光子晶体和表面等离子体共轭（surface plasmon resonance，SPR）技术，研究了一种新型的MEMS红外光源．相比传统的红外光源，该新型光源具有红外光谱窄、红外发射峰位置可调等优点．该光源衬底材料为硅，然后在硅表面形成SiO2-Cr-Au结构，并在Si-SiO2-Cr-Au结构表面形成刻蚀深度为2pm、孔间距分别为7μm和8μm（孔直径分别为3．5μm和4μm）等不同的周期性排列圆孔的光子晶体结构．采用有限元时域分析（finite-difference time-domain，FDTD）软件模拟和傅里叶红外光谱仪实际测量的结果表明，该新型MEMS红外光源具有窄的波峰，其反射光谱波谷波长和圆孔间距相近．通过理论推导和FDTD软件模拟，研究了光源光子晶体结构中圆孔深度和透射光谱波峰强度关系．结果表明，圆孔深度为2μm的结构比3μm结构的透射强度更强．透射强度与圆孔深度h在一定范围近似为倒数平方关系，即在一定范围内圆孔越深，透射越弱．     

非均匀有理B样条曲线直接插补进给速度规划

在非均匀有理B样条直接插补算法中,为了提高插补实时性、克服前瞻规划算法的缺点,提出了基于进给速度预处理曲线的进给速度规划方法.该方法在插补前,通过建立进给速度预处理曲线来取代非均匀有理B样条曲线实时插补进给速度规划的前瞻算法.在速度规划过程中,为了防止进给加速度和加加速度超过机床性能要求,在曲线曲率变化较大的区域,采用基于逐点比较计算的方法规划每个参数点处的进给速度.通过MATLAB仿真表明所提方法具有较高的加工精度、良好的进给速度平滑效果和实时插补性能.     

复杂曲面五轴加工干涉检查的研究

针对复杂曲面五轴数控加工刀具干涉检测算法复杂且效率低的问题,提出了基于空间三维坐标系变换原理的刀具干涉检查方法,即通过计算曲面上的点在刀具局部坐标系中刀具投影区域内的坐标值与刀具的位置关系来判断是否发生干涉。该方法能够同时检查局部干涉和全局干涉,大大减少计算量,提高检测效率和数控加工效率。为避免干涉,针对不同的干涉形式给出了不同的刀具姿态调整旋转轴和旋转角。通过实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于STEP-NC的切削加工机器人CAM系统

为解决现有CAM系统不支持机器人后置处理器的问题,将STEP-NC标准引入机器人切削加工领域,研究了基于STEP-NC的机器人CAM系统。该系统以STEP-NC加工程序作为输入,包含STEP-NC文件读取与解析模块、刀具路径生成模块、路径仿真与优化模块等,以型腔特征为例,对双向铣削方法的换向算法进行了研究。采用本文所述CAM系统生成的机器人加工程序实现了零件的加工,验证了所述方法的正确性和可行性。