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数字微镜器件衍射模型建立及其在激光直写机台中的应用

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激光与光电子学进展 2024年第15期61卷 308-314页

作者：方林蔡健叶加良蔡潍张琦合肥芯碁微电子装备股份有限公司安徽合肥230088

数字微镜器件(DMD)是激光直写光刻设备(LDI)的核心光学器件。基于LDI实际生产条件建立相关衍射模型,仿真和分析不同参数下DMD频谱面衍射光斑分布和像平面成像质量的对应关系,解释同一型号的DMD投影图形对比度差异原因。首次通过改变光... 详细信息

数字微镜器件(DMD)是激光直写光刻设备(LDI)的核心光学器件。基于LDI实际生产条件建立相关衍射模型,仿真和分析不同参数下DMD频谱面衍射光斑分布和像平面成像质量的对应关系,解释同一型号的DMD投影图形对比度差异原因。首次通过改变光线入射角来调控DMD的衍射光斑分布,从而提升激光直写设备图形解析效果,解决了工艺批次带来的DMD投影图形对比度不佳问题,降低了直写光刻设备的物料成本。

关键词：数字微镜器件直写光刻衍射模型图像对比度

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基于STL模型的焊缝横截面提取方法

安徽科技学院学报 2024年第6期38卷 62-70页

作者：朱明生吴路路俞伟锋熊新炎安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 安徽工程大学人工智能学院安徽芜湖241000 马鞍山市恒利达机械刀片有限公司安徽马鞍山243131 安徽行健智能制造装备股份有限公司安徽芜湖241007

目的:针对线结构光视觉传感器获取的截面轮廓与焊缝主方向不垂直,不能完全反映焊缝横截面真实形貌的问题,提出一种基于STL模型的焊缝横截面提取方法。方法:以线结构光轮廓传感器采集的原始离散点数据为基础,通过RANSAC算法进行轮廓分割... 详细信息

目的:针对线结构光视觉传感器获取的截面轮廓与焊缝主方向不垂直,不能完全反映焊缝横截面真实形貌的问题,提出一种基于STL模型的焊缝横截面提取方法。方法:以线结构光轮廓传感器采集的原始离散点数据为基础,通过RANSAC算法进行轮廓分割,提取特征点和焊缝边缘,确定焊缝主方向;利用分割后焊缝截面轮廓点拼接焊缝表面三维点云;在此基础上,采用泊松算法对点云进行曲面拟合构建STL模型;采用基于三角形面片位置信息对STL模型进行分层处理,获取焊缝横截面轮廓。结果:对有无缺陷焊缝表面点云数据进行处理,结果表明,所提方法能够准确地提取焊缝横截面轮廓。相较于传统方法,获取的有缺陷焊缝横截面轮廓偏差平均值减少46%,最大值降低28%,标准差减小41%。结论:本方法能够有效提取焊缝横截面,可以解决线结构光视觉传感器获取的截面轮廓与焊缝主方向不垂直,不能完全反映焊缝横截面真实形貌的问题,能够为后续焊缝缺陷识别、损伤评估和修复提供重要数据支撑。

关键词：焊缝横截面提取 STL模型曲面拟合点云分割线结构光视觉传感

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液压油缸内孔滚压加工装置

锻压装备与制造技术 2024年第3期59卷 38-39页

作者：奚之金合肥合锻智能制造股份有限公司安徽合肥230601

液压油缸是液压机设备的核心部件,油缸体内孔表面的粗糙度和硬度是关键。本文介绍了一种油缸体内孔加工装置,可以提高油缸体内孔表面粗糙度及其表面硬度,克服传统加工装置结构的缺点,解决液压油缸常规加工工艺中遇到的问题,节约成本,提... 详细信息

液压油缸是液压机设备的核心部件,油缸体内孔表面的粗糙度和硬度是关键。本文介绍了一种油缸体内孔加工装置,可以提高油缸体内孔表面粗糙度及其表面硬度,克服传统加工装置结构的缺点,解决液压油缸常规加工工艺中遇到的问题,节约成本,提高效率。

关键词：液压机油缸内孔滚压加工表面粗糙度表面硬度

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液压油缸等离子弧表面淬火工艺

锻压装备与制造技术 2024年第4期59卷 116-117页

作者：奚之金合肥合锻智能制造股份有限公司安徽合肥230601

液压油缸作为液压机的液压执行元件,通过往复运动,输出压力和速度。因此其柱塞杆、活塞杆既要具备表面高硬度、耐磨性和疲劳极限,还要求心部具备高强度、韧性和塑性。为了满足柱塞杆、活塞杆技术性能要求,需对其外圆表面进行淬火处理。... 详细信息

液压油缸作为液压机的液压执行元件,通过往复运动,输出压力和速度。因此其柱塞杆、活塞杆既要具备表面高硬度、耐磨性和疲劳极限,还要求心部具备高强度、韧性和塑性。为了满足柱塞杆、活塞杆技术性能要求,需对其外圆表面进行淬火处理。为此,改变常规采用的感应加热表面淬火工艺,率先采用等离子弧表面淬火工艺,在卧式车床上对大直径油缸柱塞杆、活塞杆进行表面淬火,取得了满意的效果。

关键词：油液油缸等离子弧淬火柱塞杆活塞杆

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离散组装八面体超材料设计与性能调控

中国机械工程 2024年

作者：付君健蒙永根吴海华胡欢李响周祥曼三峡大学机械与动力学院水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室智能制造装备与技术全国重点实验室黑旋风锯业股份有限公司

为解决八面体超材料大规模应用受制备工艺限制的问题，本文提出了一种八面体超材料离散组装设计与性能调控方法。首先，将传统三维八面体超材料分解为二维模块化片体结构，采用稳定、易拆装的螺栓连接方式组装成三维八面体超材料及周期... 详细信息

为解决八面体超材料大规模应用受制备工艺限制的问题，本文提出了一种八面体超材料离散组装设计与性能调控方法。首先，将传统三维八面体超材料分解为二维模块化片体结构，采用稳定、易拆装的螺栓连接方式组装成三维八面体超材料及周期性扩展结构，并推导了离散组装设计模型的参数化形式。其次，分析了模块化片体结构的力学特性，采用有限元分析验证了离散组装模型的力学性能。最后，提出了基于数字编码思想的三阶魔方阵列性能调控方法，对离散组装八面体超材料正交方向的性能差异进行了优化。研究表明，基于螺栓连接的离散组装设计丰富了八面体超材料的制造和扩展形式，三阶魔方阵列有效解决了离散组装设计带来了性能偏差，为八面体超材料的低成本制造和大规模应用提供了创新解决方案。

关键词：八面体超材料离散组装性能调控数字编码有限元仿真

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机器人打磨系统力控补偿优化算法研究

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 272-281页

作者：严海堂钱牧云魏新园张姣姣安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243032 安徽省智能破拆装备工程实验室马鞍山243032 安徽天康(集团)股份有限公司滁州239300

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动... 详细信息

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动柔顺恒力磨削实验,最后,采用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化打磨力的实时补偿值,并对比了各算法的补偿效果。实验结果表明,通过力控补偿功能,在20 mm内可实现100%对系统结构误差的补偿;与设定期望打磨力比较,平均相对误差为5.44%;利用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化后平均误差分别降低至1.20%、1.24%和1.64%。拓展优化机器人协同力控系统的实时力/位补偿功能,将有助于提高机器人打磨系统的精度和稳定性,为机器人技术的发展提供理论依据和技术支持。

关键词：机器人打磨扩展Kalman滤波力控补偿

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大豆收获机割台关键技术及损失研究现状分析

中国农机化学报 2024年第8期45卷 8-13页

作者：连潇王建吉朱砚陇东学院智能制造学院甘肃庆阳745000 金川集团股份有限公司选矿厂甘肃金昌737100

割台作为大豆收获机的核心部件,其技术性能直接关系到大豆的收获质量和收获损失率。针对割台仿形设计、割台高度控制技术、影响割台损失率的关键技术展开研究和分析。首先,综述割台仿形机构与割台高度控制的结构、工作原理及关键技术,... 详细信息

割台作为大豆收获机的核心部件,其技术性能直接关系到大豆的收获质量和收获损失率。针对割台仿形设计、割台高度控制技术、影响割台损失率的关键技术展开研究和分析。首先,综述割台仿形机构与割台高度控制的结构、工作原理及关键技术,对比分析国内外的研究差距。其次,针对大豆炸荚、割台关键技术与割台损失的相关性进行深入分析,探讨割台损失产生的主要原因和影响因素,提出关键技术的改进建议。最后,展望我国大豆收获机割台在多元化、智能化与自动化方向的发展趋势,大豆炸荚生物特性及大豆收获机收获损失研究方面的发展趋势。研究发现,我国现有大豆收获机存在割台仿形性能差、割台自适应控制技术滞后、割台损失率偏高等问题。同时有效揭示国内大豆收机割台仿形机构、割台升降装置、割台的自适应性及割刀等关键技术存在的问题,割台振动、割台位置与仿形及撞击力导致割台损失率高的原因,为我国大豆收获机割台关键技术的突破创新及降低收获损失的进一步研究提供重要参考。

关键词：大豆收获机割台割台损失仿形机构炸荚收获损失

“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1551-1570页

作者：李浩王昊琪李琳利张玉彦杨文超文笑雨张旭辉刘根张幸福刘俊崔科飞陈录城王朋静杨新宇郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室河南郑州450002 西安科技大学机械工程学院陕西西安710699 郑州恒达智控科技股份有限公司河南郑州450016 中信重工机械股份有限公司河南洛阳471003 卡奥斯工业智能研究院(青岛)有限公司山东青岛266000

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机... 详细信息

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统基本特征,建立了系统参考架构。然后,提出了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法与关键技术体系,主要包括数据驱动的快速动态建模与仿真方法、基于生成式人工智能(AI)的数字孪生快速建模方法、多模态感知与智能交互方法、虚实同步映射与模型校正方法、基于分布式计算的运行优化控制方法、“人-机-环境”安全监测与态势感知方法和基于AI agent的系统自学习与优化控制方法等。最后,通过典型案例展示了智能优化方法的应用效果。所提出的工业数字孪生系统智能优化方法为实现智能制造过程中的“人-机-环境”共融提供了重要支撑。

关键词： “人-机-环境”共融工业数字孪生系统智能制造智能优化 AI agent

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光固化3D打印技术在汽车发动机罩中的应用

装备制造技术 2024年第1期 120-123,140页

作者：陈冲锋郭海波芜湖机械工程学校安徽芜湖241200 安徽西蒙子智能制造装备有限公司安徽芜湖241200

3D打印技术目前已经进入了蓬勃发展的时期,以3D打印技术为代表的快速成形技术被认为是带来新一轮工业革命的关键。与传统工业采用模具、车床等加工方法对原料进行定型、切割并制作成型不同,3D打印经过对材质处理和逐层堆叠完成制作,大... 详细信息

3D打印技术目前已经进入了蓬勃发展的时期,以3D打印技术为代表的快速成形技术被认为是带来新一轮工业革命的关键。与传统工业采用模具、车床等加工方法对原料进行定型、切割并制作成型不同,3D打印经过对材质处理和逐层堆叠完成制作,大大降低了制作的复杂度。通过对各3D打印技术材料、使用方法及使用成本等因素,采用光固化3D打印技术进行汽车发动机罩模型快速制作,将汽车发动机罩数字模型导入至切片软件中进行相关前处理工作,并在打印完成后进行相关后处理工作,实现汽车发动机罩从数字模型到实体的快速生产技术,在数小时至数日内生产出概念模型,进而协助整车厂和汽车零部件制造商对汽车发动机罩进行性能、结构、设计检查并进行二次修正,从而加快汽车发动机罩设计的验证过程。通过多种多样不同的材质种类,不同的机械性能以及复杂的功能性原型设计,使得汽车生产商在前期就能够及时地纠正问题和进行产品设计,将错误的成本最低化。减少了汽车发动机罩的生产成本和时间。因此,光固化3D打印技术在汽车制造业从生产力、成品验证过程、工作效率和产品质量上都起到了十分紧密的作用。

关键词： 3D打印立体光固化成型法汽车部件设计发动机罩