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植物资源与环境 1992年第2期1卷 31-36页

作者：殷云龙蔡天麒姜志林江苏省植物研究所南京210014 南京林业大学林学系南京210037

本文以河南省封丘县鲁冈乡境内的泡桐-小麦-玉米(paulownia-wheat-maize)间作为研究对象,对农桐间作系统的土壤养分与小气候,林木与农作物的生物生产力等进行了系统测定;分析了林带间环境因子与农作物产量之间的相互关系;运用Logistic... 详细信息

本文以河南省封丘县鲁冈乡境内的泡桐-小麦-玉米(paulownia-wheat-maize)间作为研究对象,对农桐间作系统的土壤养分与小气候,林木与农作物的生物生产力等进行了系统测定;分析了林带间环境因子与农作物产量之间的相互关系;运用Logistic曲线拟合林带内农作物产量,设计了农桐间作的最优行距,为探讨农林复合系统的结构优化提出了新方法。

关键词：间作生态特点行距优化

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环形刀型面加工时行距优化及无干涉刀具轨迹规划

环形刀型面加工时行距优化及无干涉刀具轨迹规划

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作者：佟欣哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着我国现代化制造行业的高速发展,汽车已经普遍融入到日常生活当中,汽车的销售和生产数量日益增长,因此对汽车覆盖件模具的表面质量要求越来越严格,相应的数控加工技术受到了广泛地重视。汽车覆盖件多数为自由曲面,考虑到球头刀加工... 详细信息

随着我国现代化制造行业的高速发展,汽车已经普遍融入到日常生活当中,汽车的销售和生产数量日益增长,因此对汽车覆盖件模具的表面质量要求越来越严格,相应的数控加工技术受到了广泛地重视。汽车覆盖件多数为自由曲面,考虑到球头刀加工自由曲面的局限性,环形刀的应用越来越广泛,但环形刀加工曲面时,时常发生干涉的现象,因此,如何规划刀具轨迹来避免干涉现象的发生,是数控编程时应主要考虑的问题。基于上述问题,本文针对两种自由曲面进行加工参数优化后,根据所得最优参数的数学模型,进行工件姿态的调整及刀具轨迹的重新规划。首先,对环形刀加工汽车覆盖件模具进行行距优化研究,分别对4种代表性型面建立了行距与刀具几何参数、残留高度之间的数学模型;针对两种常用的型面建立了基于刀位点的行距数学模型;基于所建立的数学模型,分别对4种型面进行了铣削加工实验,验证了模型的准确性。其次,针对环形刀加工凹曲面汽车覆盖件时产生的欠切干涉现象进行了研究。分析了刀触点处刀具与曲面的微分几何关系,根据所建立的行距数学模型,得出了刀轴的最优倾角;对凹曲面进行了轨迹仿真及加工效率的分析,得出了最优走刀方向后,确定了坐标系之间的转换关系,从而将工件姿态调整到最优;针对凹曲面型面,分别用传统方法和本文方法进行了对比实验,从而验证了本文方法的正确性。最后,针对环形刀加工凸曲面汽车覆盖件时产生的过切干涉现象进行了研究。通过分析干涉产生的原因,确定了消除干涉的方法;进行了凸曲面加工实验,确定干涉发生点的位置;将刀具调整到最优姿态后,应用轨迹密化法重新规划刀具轨迹,达到消除干涉的目的。针对凸曲面型面,分别用传统方法和本文方法进行了对比实验,从而验证了本文方法的可行性。

关键词：汽车模具刀具干涉行距优化刀具姿态轨迹规划数控加工

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五轴数控加工刀具轨迹校核优化算法研究

五轴数控加工刀具轨迹校核优化算法研究

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作者：宋航远沈阳建筑大学

学位级别：硕士

复杂曲面以其优越的造型技术广泛地应用于医疗器具、车辆、航空航天、艺术品等制造行业中。针对复杂曲面越来越高的数控加工要求,传统的三轴数控机床已经无法满足日益精进的精度要求,五轴数控加工开始走向时代的舞台,五轴加工以其更高... 详细信息

复杂曲面以其优越的造型技术广泛地应用于医疗器具、车辆、航空航天、艺术品等制造行业中。针对复杂曲面越来越高的数控加工要求,传统的三轴数控机床已经无法满足日益精进的精度要求,五轴数控加工开始走向时代的舞台,五轴加工以其更高自由度的优点能够顺利完成传统三轴机床无法加工的曲面,五轴数控加工技术也开始日益发展,作为五轴数控加工中最为重要的部分,刀具轨迹规划也成为了国内外的重要研究课题。本文系统的介绍了数控加工技术的发展历程以及复杂曲面零部件刀具轨迹规划的发展现状。通过轨迹规划中几个热点方向的研究,针对传统方法存在的不足,开展了一系列的研究与实验。在步长规划方面,提出了基于精确弓高误差校核的刀触点调整算法;在行距方面,提出了基于行带宽预测的刀具轨迹拼接算法。并通过NX 10.0与VERICUT软件对本文算法以及对比算法进行了切削仿真加工,验证了算法的正确性。具体的研究内容介绍如下:详细介绍了数控加工的发展历程,并对刀具轨迹规划中的刀具选择、轨迹曲线拓扑结构、走刀步长、加工行距的研究现状进行了深入的研究,继而确定了本文的主要研究内容。针对常见的五轴数控机床进行了运动学分析,对自由曲面的微分几何特性进行了详细的推导,并介绍了刀具轨迹规划中相关的概念及参数计算。提出了一种基于精确弓高误差校核的刀触点调整算法:为提升传统等弓高误差法的加工精度,本文在传统等弓高误差步长法的基础上,加入精确弓高误差校核计算,继而采用一维线性迭代搜索算法调整后一刀触点的位置。提出了一种基于行带宽预测的刀具轨迹拼接算法:为提高传统等参数线法的加工效率,本文根据已知的刀具轨迹曲线及其行带宽,采用拟合以及插值的方法预设后一条刀具轨迹曲线的位置,并建立刀具轨迹的有效拼接范围,继而通过判定调整刀触点左边界与有效拼接范围的位置关系,调整后续刀具轨迹曲线的位置。通过NX 10.0软件对参数曲面进行建模,并生成粗加工、半精加工与精加工阶段的刀具轨迹NC程序,将NC程序导入VERICUT软件,通过VERICUT软件搭建五轴数控加工中心模型,仿真切削本文算法以及对比算法的精加工刀具轨迹,并对仿真结果进行分析。

关键词：五轴数控加工自由曲面步长优化行距优化仿真加工

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基于力/位控制的钛合金零件自动抛光技术研究

基于力/位控制的钛合金零件自动抛光技术研究

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作者：杜华鹏大连理工大学

学位级别：硕士

钛合金以其优良的特性被广泛应用于航空航天等重要领域,是国防工业不可或缺的材料,高品质钛合金零件的形状精度和表面质量直接影响装置的主要性能指标。目前国内对于钛合金零件的抛光精加工主要依靠手工来完成,不仅工作环境差、效率低... 详细信息

钛合金以其优良的特性被广泛应用于航空航天等重要领域,是国防工业不可或缺的材料,高品质钛合金零件的形状精度和表面质量直接影响装置的主要性能指标。目前国内对于钛合金零件的抛光精加工主要依靠手工来完成,不仅工作环境差、效率低、表面一致性差,而且容易引起零件的过抛光。在这种情况下,本文开展了基于力/位控制的钛合金零件机器人高效自动抛光技术研究,旨在提高钛合金自由曲面零件的精加工效率、表面质量和表面一致性。本文开展的主要研究工作包括以下几部分： (1)研制了一种新型机器人抛光末端执行器,并以计算机为核心,使用基于以太网通信的实时数据传输方案,搭建了工业机器人自动抛光实验系统平台,为实现钛合金零件的柔顺抛光奠定了硬件基础。 (2)提出了一种基于CAD/CAM的机器人抛光工具基本位姿生成算法,实现了多轴刀位文件向机器人语言的自动转化,进而控制抛光工具的基本位姿,取代传统复杂的机器人示教过程。根据已知的工具接触姿态,对钛合金的材料去除特性进行了相关理论研究,基于有限元接触分析方法建立了压强分布模型,进而建立了钛合金零件的抛光去除模型,并在该模型的基础上,对抛光行距优化问题进行了讨论分析。 (3)在对抛光工具进行受力分析和重力补偿的基础上提出了力实测值向法向接触力的转化算法。通过总结手工抛光经验,设计了一种力外环/位置内环控制框架下的抗饱和积分分离式自适应模糊PI控制器,并将其用于抛光法向接触力的实时控制,在力控制器中加入了一个抗饱和环节来防止由于位置调整量过大可能引起的加工不稳定性。提出了机器人基本加工轨迹的在线学习方法来获取更接近待加工表面轮廓的基本轨迹,以获得更好的力控制效果。 (4)运用本文提出的基于力／位控制的钛合金高效自动柔顺抛光技术,分别对TC11钛合金平面样件及TC11钛合金典型曲面样件进行了抛光实验,验证了该技术的可行性和有效性。

关键词：钛合金机器人抛光位姿生成行距优化力/位控制

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