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快速成型技术中的光斑半径补偿算法研究

计算机集成制造系统 2005年第10期11卷 1475-1480页

作者：赵吉宾刘伟军王越超中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

光固化快速成型数据模型切片分层的结果是一系列封闭的多边形截面轮廓,由于光斑(或喷嘴)具有一定的尺寸大小,为了保证零件的制造精度,就需要对多边形截面轮廓进行补偿。为此,简化了补偿矢量计算方法,并针对两种尖角情况,提出了新的处理... 详细信息

光固化快速成型数据模型切片分层的结果是一系列封闭的多边形截面轮廓,由于光斑(或喷嘴)具有一定的尺寸大小,为了保证零件的制造精度,就需要对多边形截面轮廓进行补偿。为此,简化了补偿矢量计算方法,并针对两种尖角情况,提出了新的处理方法。对多边形轮廓补偿后可能出现的自相交现象,采用基于单调链的平面扫描算法,对自交点进行了求解,并提出了一种无效环的简单判别方法,提高了无效环的去除效率。通过无效环的去除,保证了补偿轮廓的正确性,提高了零件的制造精度。

关键词：快速成型多边形路径补偿无效环

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快速成型技术中分层算法的研究与进展

计算机集成制造系统 2009年第2期15卷 209-221页

作者：赵吉宾刘伟军中国科学院沈阳自动化研究所先进制造技术重点实验室辽宁沈阳110016

根据对零件制造精度和效率的关注程度的不同,开发出了多种分层算法。在同等加工时间的情况下,根据加工精度的不同,将这些分层算法分为等层厚分层算法和适应性分层算法两类。通过对STL模型、原始CAD模型和点云数据的分析,讨论了两类分层... 详细信息

根据对零件制造精度和效率的关注程度的不同,开发出了多种分层算法。在同等加工时间的情况下,根据加工精度的不同,将这些分层算法分为等层厚分层算法和适应性分层算法两类。通过对STL模型、原始CAD模型和点云数据的分析,讨论了两类分层算法的研究和发展,然后介绍了斜边分层算法和曲面分层算法等先进分层算法的原理和成果,最后讨论了快速成型分层算法的研究方向和趋势。

关键词：快速成型分层算法计算机辅助设计点云数据

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复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化方法研究

机械工程学报 2013年第7期49卷 184-192页

作者：周波赵吉宾刘伟军中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

现有的五轴加工轨迹生成方法在处理加工过程中的曲面形状突变及干涉情况时,会在前后加工点处产生刀轴矢量的剧烈变化,这将不可避免地造成刀具的破损并直接影响加工质量,解决这一问题的常用方法是生成刀轴光顺轨迹。针对光顺刀轴矢量的... 详细信息

现有的五轴加工轨迹生成方法在处理加工过程中的曲面形状突变及干涉情况时,会在前后加工点处产生刀轴矢量的剧烈变化,这将不可避免地造成刀具的破损并直接影响加工质量,解决这一问题的常用方法是生成刀轴光顺轨迹。针对光顺刀轴矢量的生成问题,该方法首先在非干涉域内有效插入限定的加工点位,保证刀轴矢量的整体优化;同时在干涉域内采用改进的C-Space法,生成刀轴矢量光顺可行域。实例表明,将该方法应用在复杂型面的加工中可以有效地生成光顺刀轴矢量、高效处理加工过程中全局及局部干涉情况,避免过切加工的同时不增加加工点的数目,实现了刀轴矢量的优化。

关键词：复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量可行域

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多频外差原理相位解包裹方法的改进

光学学报 2016年第4期36卷 147-157页

作者：陈松林赵吉宾夏仁波中国科学院沈阳自动化研究所装备制造技术研究室辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049

为了消除现有多频外差原理相位解包裹后存在的相位跳跃性误差,对多频外差原理相位解包裹方法进行了改进。利用双频外差原理进行部分条纹解包裹,然后利用相位与条纹节距之间的关系将解包裹后的相位转换为其他条纹的相位,使用转换后的相... 详细信息

为了消除现有多频外差原理相位解包裹后存在的相位跳跃性误差,对多频外差原理相位解包裹方法进行了改进。利用双频外差原理进行部分条纹解包裹,然后利用相位与条纹节距之间的关系将解包裹后的相位转换为其他条纹的相位,使用转换后的相位对其包裹相位进行校正,得到展开相位。为了使展开相位不存在跳跃性误差,提出了解包裹过程中所需满足的一系列约束条件。模拟和实验结果均表明该方法简单有效,展开后的相位光滑无跳跃性误差,无需再次进行误差校正,相比现有方法时间效率提升30%以上。

关键词：测量多频外差相位解包裹相位跳跃误差校正

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基于共面靶标的线结构光传感器标定新方法

光学学报 2015年第1期35卷 172-180页

作者：陈天飞赵吉宾吴翔河南工业大学电气工程学院河南郑州450001 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

现有的线结构光传感器标定方法中,结构光平面上标定点的计算精度将会直接影响到传感器最终的标定精度。提出了一种基于共面靶标的线结构光传感器标定新方法,该方法无需计算光平面上的标定点,也无需反复计算摄像机的外参数。多次移动共... 详细信息

现有的线结构光传感器标定方法中,结构光平面上标定点的计算精度将会直接影响到传感器最终的标定精度。提出了一种基于共面靶标的线结构光传感器标定新方法,该方法无需计算光平面上的标定点,也无需反复计算摄像机的外参数。多次移动共面靶标计算不同方向激光条纹直线的消隐点,并对其拟合直线得到光平面的消隐线,完成光平面法向的标定。根据交比不变原理计算共面靶标上标定点间的距离,并以其为约束来标定剩余参数。考虑到误差传递的影响,定义了优化目标函数,以已求得参数为初值进行非线性优化。对比实验表明了该方法具有较高的标定精度,测量误差均方根为0.0306mm,且标定过程简单,计算复杂度低,适合现场标定。

关键词：测量线结构光共面靶标标定消隐点消隐线交比不变

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基于Windows的快速成形实时控制系统

计算机工程 2003年第20期29卷 148-150页

作者：赵吉宾刘伟军王越超中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039

分析了光固化快速成形机控制系统功能需求，设计了单机型快速成形机的控制系统，并且详细介绍了控制系统的总体结构及其特点。对于基于Windows的控制系统实时性进行了详细的论述，由于Windows系统在中断处理、线程调度和内核可被抢先等... 详细信息

分析了光固化快速成形机控制系统功能需求，设计了单机型快速成形机的控制系统，并且详细介绍了控制系统的总体结构及其特点。对于基于Windows的控制系统实时性进行了详细的论述，由于Windows系统在中断处理、线程调度和内核可被抢先等的特点，该文通过设计定时器的虚拟设备驱动程序和提高线程的优先级的方法，达到了控制系统的实时性能。

关键词：快速成形实时控制系统线程调度 Windows

基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统

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中国激光 2010年第2期37卷 505-509页

作者：刘军赵吉宾刘伟军王天然中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049

为提高芯片图像扫描采集效率,研制了一种基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统,通过将落射式荧光显微镜、紫外荧光激发光源、精密电控平移台和半导体制冷CCD相机等仪器进行有效集成构建成像扫描机构,以工业控制计算机(IPC)为测控核... 详细信息

为提高芯片图像扫描采集效率,研制了一种基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统,通过将落射式荧光显微镜、紫外荧光激发光源、精密电控平移台和半导体制冷CCD相机等仪器进行有效集成构建成像扫描机构,以工业控制计算机(IPC)为测控核心,实现了显微镜自动调焦控制、荧光靶点图像自动扫描和采集、靶点阵列图像拼接等功能,提高了核酸扩增杂交反应基因芯片试验效率。

关键词：机器视觉微阵列图像扫描采集自动调焦图像拼接基因芯片

基于高斯模型和视觉测量的机械臂在线自标定方法研究

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机械工程学报 2021年第5期57卷 63-71页

作者：祁若龙张珂赵吉宾邵健铎沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016

对于在空间站、核电站或其他无人环境中工作的特种机械臂,过载、碰撞、振动、温度变化和应力释放等都会对结构几何参数产生影响,长期使用操作精度会不断降低。因此,当无人操作机械臂在执行高精度操作或维护时,应进行自主标定以提高操作... 详细信息

对于在空间站、核电站或其他无人环境中工作的特种机械臂,过载、碰撞、振动、温度变化和应力释放等都会对结构几何参数产生影响,长期使用操作精度会不断降低。因此,当无人操作机械臂在执行高精度操作或维护时,应进行自主标定以提高操作精度。提出了一种基于多标识点的在线自标定方法,用固定在机械臂末端的相机测量1~3个标识点,形成非稳态多传感器手眼系统。针对系统存在的运动误差和传感器测量误差,提出了高斯运动(GM)方法,建立了可行的标定模型,并将线性二次型调节器(LQR)控制与扩展卡尔曼滤波(EKF)相结合,实现了误差影响下的标定运动轨迹跟踪。同时,在视觉系统存在测量误差和标识点非稳态识别造成间歇信号反馈时,为了形成高精度、稳定的信号采集,提出了基于蒙特卡罗方法,根据测量点方差筛选最优测量点。为了更加契合机械臂几何误差形态,采用了DH增广模型,一次逼近30个模型参数。基于中国空间站的生命科学手套箱机械臂的数据比较分析和试验结果证明了所提方法的有效性和可行性。

关键词：自标定机械臂高斯运动视觉测量系统误差

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整体叶盘叶片加工补偿策略及实验研究

表面技术 2024年第3期53卷 39-46页

作者：李响巩亚东赵吉宾丁明祥东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

目的降低航天发动机整体叶盘的加工误差,实现产品高精度化。方法建立整体叶盘叶片加工变形量全局分布有限元模型,考虑补偿加工时刀具修正量与变形误差的耦合效应,采用多次迭代法计算叶片变形补偿量;提出反向重构几何模型补偿策略,利用... 详细信息

目的降低航天发动机整体叶盘的加工误差,实现产品高精度化。方法建立整体叶盘叶片加工变形量全局分布有限元模型,考虑补偿加工时刀具修正量与变形误差的耦合效应,采用多次迭代法计算叶片变形补偿量;提出反向重构几何模型补偿策略,利用补偿量对叶片几何轮廓进行重构,重新生成包含叶片变形误差信息的刀轨程序。通过某型号航空发动机整体叶盘叶片铣削加工实验和型面精度测量实验,对变形分布预测模型及所提出的反向重构模型补偿策略进行验证。结果预测结果与实验结果有很好的吻合度,平均误差为7.96%;新的补偿策略数据嵌入方式高效,可显著降低加工过程中产生的变形误差,将成品精度控制在设计的许用公差范围以内。结论所提方法可以明显提高整体叶盘叶片铣削加工质量,可为后续磨削加工提供更高型面精度的叶片零件。

关键词：有限元变形误差补偿策略整体叶盘叶片