基于机器视觉的钢球直径尺寸测量技术

摘要:针对目前国内轴承钢球直径数字化分选工作效率低、精度差的难题,提出了一种基于机器视觉的钢球直径测量方法。通过双远心镜头系统获取钢球灰度轮廓,对钢球灰度轮廓进行极坐标转换以获取特征点的灰度值,基于多项式拟合灰度曲线并求取亚像素边缘点的位置;对钢球直径进行参数化处理,得到数字化的钢球直径值并提出一种去钢球表面垃圾的优化算法以消除垃圾对测量结果的影响;对视觉系统进行标定,消除镜头畸变产生的测量误差;实际测量结果表明,该算法的重复测量精度小于0.5μm,适用于大批量的在线测量,满足工业自动化测量的需求。

大兆瓦风电机组偏航轴承力学及疲劳性能分析

摘要:受模型的复杂性和计算规模限制,针对大兆瓦风电机组偏航轴承的性能分析大多采用了简化模型。为此,详述了极限工况、疲劳工况下的数据处理方法,使用有限元软件搭建偏航轴承全实体化模型进行轴承静强度分析和套圈疲劳分析,该模型综合考虑了螺栓预紧力的影响,对偏航轴承的内外圈偏移量、密封性能,弹簧等效下的钢球载荷、接触角、截断角以及套圈拉压Von Mises应力和螺栓载荷等进行了全面分析。提出了一种基于雨流法将LDD转化为马尔科夫矩阵的方法,用于计算偏航轴承各部件的疲劳累计损伤。

超塑成形压机热系统关键技术

摘要:超塑成形压机广泛用于航空航天制造领域, 伴随航空技术高速发展, 对超塑成形结构件和工艺也提出了更高的要求。传统超塑成形压机存在平台热位移无补偿、炉温匀性差、气液耦合手动控制精度低和换模效率低等问题。针对上述问题, 采用线性膨胀方法补偿平台热位移; 采用新型保温炉门结构与独立控制的分区加热方式, 提升炉温均匀性; 采用气液耦合自动控制方式, 提高超塑成形的效率和精度; 设计适用高温下自动换模装置, 实现高温模具的自动更换。研究结果表明: 所提出的分区独立加热控制策略, 使炉温均匀性≤±5 ℃, 有效提升了超塑成形过程的稳定性和成形质量; 所提出的气液耦合自动控制方式, 使液压力跟随误差≤±20 kN。

国内外直线导轨用材优选及产品对比分析研究

摘要:直线导轨是数控机床中承担扭矩及高负载的关键零部件,对机床的精度保持性和功能可靠性起着至关重要的作用。目前国内缺乏系统的选材用材评价体系,且对国内外产品对比研究较少,导致缺乏有效的对标参考和借鉴依据。本工作首先对直线导轨用材优选进行深入阐述,并选取了国内外具有代表性的直线导轨产品为研究对象,从材料学角度出发,对产品的材料成分、显微组织、淬硬层深度、非金属夹杂、碳化物不均匀性及残余应力等进行了细致分析与对比研究,旨在找出性能差异,并从摩擦学角度出发探讨了滑动摩擦磨损机理,揭示耐磨性与组织本构关系。基于对比分析得到的数据差异,对直线导轨质量调控提出了优化策略,为国产直线导轨性能的提升提供支撑。

新能源汽车制造技术变革下的高端数控机床发展综述

摘要:高端数控机床作为汽车先进制造领域的“工业母机”,是决定汽车产业制造水平的核心基础装备。在新能源汽车产业快速发展的驱动下,我国高端数控机床行业既面临重大发展机遇,也暴露出关键核心技术研发滞后、行业协同创新能力不足等诸多挑战。文章对新能源汽车领域制造工艺变革开展深入分析,梳理了我国用于汽车先进制造的高端数控机床发展现状及存在的问题,并从政府、行业和企业三个层面提出加强汽车与机床装备行业协同研发、建设汽车用高性能机床共性技术研发验证和推广应用服务平台、打造技术与人才交流平台等政策建议,对推动高端数控机床和新能源汽车产业高质量发展具有重要意义。

工程机械行星架的精密热模锻成形工艺

摘要: 针对某类精密热模锻工程机械行星架锻件表面和立柱处易出现折叠、夹伤缺陷的问题, 利用Deform-3D 软件的数值模拟技术分析了其主要成形工序下的坯料温度、金属流向、等效应力和等效应变分布, 结合生产实践发现, 成形立柱时较大的金属流速差和温度差是形成锻件折叠、夹伤缺陷的主要原因。当流入立柱型腔内的金属在汇流时存在较大的流速差, 会导致较大流速与较小流速汇流、带动小流速金属翻转形成折叠缺陷; 当立柱局部温差较大、表面温度过高时会使材料塑性发生变化, 易混入氧化皮、脱模剂等杂质, 导致局部难以融入坯料主体, 在高速成形过程中形成材料分离和汇合现象, 造成立柱表面夹伤。可通过优化模具结构控制金属流向、调整工艺参数控制锻造速度和坯料尺寸来有效避免或抑制成形缺陷的产生, 从而解决精密热模锻件出现的折叠、夹伤缺陷的问题。生产试制结果表明, 经过优化的成形工艺有效提高了产品合格率, 并满足成形质量要求。

复杂薄壁构件电磁成形制造技术的发展与展望

摘要:介绍了电磁成形工艺的技术特色和难点问题, 从材料的宏微观变形角度分析了电磁成形工艺对不同合金微观组织演变的影响规律, 研究了材料的宏微观断裂行为并总结了该工艺的增塑机制, 探讨了电磁成形工艺对零件回弹的控制能力及内应力振荡衰减的影响。从成形工艺角度, 综述了当前不同板管类零件成形的多级多向电磁力调控方案, 归纳了现有的电磁复合成形工艺研究现状。电磁成形技术从单一的电磁力成形不断向复合工艺方向发展, 成形零件类型向极端尺寸、变截面和多曲率等方面扩展, 零件的成形极限和精度均得到了显著提升。电磁成形在应用材料、尺度效应和多工艺耦合等方面的研究还有待进一步完善。

基于视觉传感的焊接机器人焊缝识别跟踪技术研究现状

摘要:焊缝识别跟踪技术是未来焊接机器人的一个重要发展方向,对于焊接机器人的自动化、智能化焊接具有重要推动作用。从机器人传感技术、焊缝识别及焊缝特征提取技术、机器人跟踪控制技术等方面,对相关技术特征、国内外发展现状及未来发展方向作了较为系统的阐述。其中,焊缝的实时识别及焊缝特征提取技术是焊缝识别跟踪控制系统的核心,而噪声处理也是焊缝识别与特征提取的关键;基于激光视觉的主动传感、优质的焊缝特征提取算法、图像去噪技术以及稳定的跟踪控制系统,是焊缝识别跟踪系统稳定可靠工作的重要保证;可进行多类型焊缝识别、自适应性好、抗干扰能力强是推动相关技术大范围推广普及的重要基础;多焊缝识别技术、多层次特征提取智能学习算法等是焊缝识别跟踪技术的未来发展方向之一。

固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理

摘要:为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒工件间的接触力学,建立了硬脆材料弹性磨抛加工过程中的材料去除模型。以SiC工件为加工对象,以磨抛压力、磨具转速、磨料浓度等工艺参数为影响因素完成单点磨抛加工验证实验,对磨抛加工表面材料去除轮廓进行表征。实验结果表明,建立的材料去除模型与实际材料去除深度的误差范围为4.68%~8.22%,材料去除深度与磨抛压力、磨具转速和磨料浓度成正相关,所建模型能够较好地预测弹性磨抛加工材料去除行为。

面向光学元件磨削加工的机器人力控系统研究

摘要:随着自由曲面光学元件加工需求日益增长,能短周期高柔性智能化成线的超精密磨削、抛光设备及工艺成为光学元件批量生产的关键。传统超精密磨削机床设计周期长、制造及投入成本高,难以满足中小批量定制的多样化市场应用。基于大工作空间、低成本且智能化、柔性化的六轴工业机器人,提出了机器人主动柔顺力控磨削方法,探究机器人力控磨削作业的运动控制,研究力控法兰特性从而掌握力控控制策略;基于力控磨削工艺实验求解建立稳定磨削力模型,实现通过控制力控期望力来实现机器人恒定磨削深度,粗磨阶段有效提升工件面形质量,相较于机器人无力控磨削,机器人力控磨削峰谷值(peak-to-valley,PV)提升了57.8%,均方根值(root mean square, RMS)提升了63.5%。