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双机器人紧协调焊接路径规划与离线编程

机械设计 2022年第8期39卷 92-99页

作者：解海亮黄思王天正欧道江肖湘桂杨建中华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心湖北武汉430074

研究双机器人紧协调路径规划技术,基于平面投影策略结合双机器人运动耦合关系得到主、从机器人末端法兰的位置与姿态信息。根据机器人运动学,分别计算出主、从机器人的各轴回转量,进而实现机器人运动控制。将提出的路径规划策略集成到... 详细信息

研究双机器人紧协调路径规划技术,基于平面投影策略结合双机器人运动耦合关系得到主、从机器人末端法兰的位置与姿态信息。根据机器人运动学,分别计算出主、从机器人的各轴回转量,进而实现机器人运动控制。将提出的路径规划策略集成到自主研发的离线编程软件InteRobot中,结合三通件交接处的焊接需求,制定了双机器人协调焊接方案,完成了双机器人协调焊接的路径规划,实现了对双机器人焊接过程的虚拟仿真。为了验证文中提出的焊接方案,搭建了由华数机器人HSR-JH605和HSR-JR605组成的双机器人焊接工作站。在实际焊接加工过程中,证实了该方案能够满足三通件的焊接要求。

关键词：双机器人焊接路径规划离线编程运动仿真

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基于比对仪在线测量数据的加工误差补偿

组合机床与自动化加工技术 2022年第3期 111-115页

作者：向华周谋胡鹏程周浩华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心武汉430074

针对批量加工过程中可重复出现的系统误差分量,提出一种基于比对仪在线测量数据的加工误差补偿方法。使用比对仪在线获取零件表面点坐标;基于局部多项式回归建立零件确定性误差模型;利用最近点搜索算法建立了误差模型点的指令域映射关系... 详细信息

针对批量加工过程中可重复出现的系统误差分量,提出一种基于比对仪在线测量数据的加工误差补偿方法。使用比对仪在线获取零件表面点坐标;基于局部多项式回归建立零件确定性误差模型;利用最近点搜索算法建立了误差模型点的指令域映射关系;根据对应关系,提取了零件系统误差分量;面向华中数控系统,基于双码联控技术实现对加工误差的补偿。对蝴蝶件进行实验验证,结果表明,该方法将最大误差数值提升约46.5%,误差均方根数值提升约66.1%,可有效改善零件加工质量。

关键词：比对仪加工误差补偿指令域局部多项式回归双码联控

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基于3D多组态的产线孪生系统快速构建

组合机床与自动化加工技术 2022年第11期 155-158,163页

作者：吴浩天杨建中肖湘桂黄思华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心武汉430074

以组态化的方式研究产线中多层次知识模型与逻辑、事件、运动和参数等基本要素的关联技术,实现产线孪生系统的3D多组态物化建模。通过描述产线物料、设备、生产资源逻辑、生产线流程时序和工位运动时序等对象间的行为关系,实现制造系统... 详细信息

以组态化的方式研究产线中多层次知识模型与逻辑、事件、运动和参数等基本要素的关联技术,实现产线孪生系统的3D多组态物化建模。通过描述产线物料、设备、生产资源逻辑、生产线流程时序和工位运动时序等对象间的行为关系,实现制造系统关键装备的弱装配关系建模。以锅打磨产线为案例,实现智能产线孪生系统的组态建模及运动仿真测试,验证3D多组态物化建模和弱装配关系快速建模方法的可行性,为建立智能产线的技术组件库提供技术及方法支撑。

关键词：数字孪生智能产线产线孪生系统 3D多组态弱装配关系

考虑电控数据的LSTM神经网络进给轴热误差建模

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现代制造工程 2021年第10期 25-32页

作者：黄聿山陈吉红陈宇许光达华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心武汉430000

针对进给轴热误差建模中忽略电控数据和时间序列影响的问题,提出一种考虑温度变化与电控数据的长短期记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)神经网络热误差预测模型。以三轴立式加工中心为试验对象,首先对进给轴进行热变形分析,再以温度变... 详细信息

针对进给轴热误差建模中忽略电控数据和时间序列影响的问题,提出一种考虑温度变化与电控数据的长短期记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)神经网络热误差预测模型。以三轴立式加工中心为试验对象,首先对进给轴进行热变形分析,再以温度变化、电控数据为输入样本,建立了LSTM神经网络热误差预测模型,随后通过与仅考虑温度变化的LSTM神经网络,以及同时考虑温度变化与电控数据的BP神经网络进行对比分析,试验论证表明,对数控机床进给轴进行热误差建模时,在考虑温度变化的基础上,进一步考虑电控数据可以提高模型的预测精度和鲁棒性,且在同样输入条件下,LSTM神经网络热误差预测模型相较于BP神经网络有更好的预测精度和鲁棒性。

关键词：热误差数控机床 LSTM神经网络电控数据

基于随机遗传算法优化BP神经网络的工业机器人整机性能评估模型

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第9期52卷 3204-3211页

作者：叶伯生谢鹏张文彬华中科技大学机械科学与工程学院国家数控系统工程技术研究中心湖北武汉430074

为了实现各种场合下机器人的高精高可靠应用,需要准确评估机器人整机性能。然而,工业机器人整机性能评估指标及其影响因子多、影响关系耦合性强、运行环境及工况条件多变,极大地限制了实验研究法的执行性及准确性。为此,本文提出一种基... 详细信息

为了实现各种场合下机器人的高精高可靠应用,需要准确评估机器人整机性能。然而,工业机器人整机性能评估指标及其影响因子多、影响关系耦合性强、运行环境及工况条件多变,极大地限制了实验研究法的执行性及准确性。为此,本文提出一种基于随机遗传算法优化BP神经网络(BPNN)的工业机器人整机性能评估模型。首先,分析确定模型的输入参数和输出参数;然后,选用BP神经网络作为整机性能预测评估模型,并对网络进行结构设计;第三,利用遗传算法优化BP神经网络的初始权重和阈值,防止训练过程陷入局部最优;最后,通过训练集和验证集对模型进行训练和验证。研究结果表明:BPNN整机性能评估模型存在校正决定系数得分较低的情况,而经过遗传算法优化后几乎未出现极低分;模型对于新样本的预测误差总体分布正常,几乎未出现极端异常值。遗传算法能够有效防止BPNN整机性能评估模型陷入局部最小值,提高模型的泛化能力,基于遗传算法优化BP神经网络的整机性能评估模型能够准确预测工业机器人整机性能。

关键词：工业机器人性能评估 BP神经网络遗传算法

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基于神经网络的机床误差数据拟合与预测方法

组合机床与自动化加工技术 2019年第12期 44-47,51页

作者：向华余金舫王超熊成华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心

针对机床空间误差补偿技术中的机床空间网格点误差数据的存储问题和非网格点误差值的预测问题,提出了使用神经网络模型对机床误差数据进行拟合与预测的方法。以机床空间网格点误差数据为样本,对神经网络模型进行训练,并将训练好的神经... 详细信息

针对机床空间误差补偿技术中的机床空间网格点误差数据的存储问题和非网格点误差值的预测问题,提出了使用神经网络模型对机床误差数据进行拟合与预测的方法。以机床空间网格点误差数据为样本,对神经网络模型进行训练,并将训练好的神经网络模型用于机床空间非网格点的误差值预测。以空间插值法为比对标准,对比两种方法的4条空间对角线的预测值,两者之间的误差在[-2,4]μm之间,仿真结果表明,神经网络模型不仅能高精度地拟合机床空间网格点误差数据,还能对非网格点误差值进行精确预测。

关键词：空间误差补偿空间插值法神经网络模型拟合与预测

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基于设计公差约束的螺旋桨配准问题

中国机械工程 2017年第2期28卷 167-172页

作者：闵壮彭芳瑜郑妍闫蓉华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心武汉430074 华中科技大学无锡研究院无锡214174

针对螺旋桨加工过程中叶面和叶背加工余量分布不均匀的问题,提出了一种公差约束条件下螺旋桨毛坯与设计曲面快速配准的方法,用以保证螺旋桨叶面和叶背加工余量均匀。在螺旋桨设计过程中,分析了半径、纵斜、轴向位置和桨叶夹角对设计曲... 详细信息

针对螺旋桨加工过程中叶面和叶背加工余量分布不均匀的问题,提出了一种公差约束条件下螺旋桨毛坯与设计曲面快速配准的方法,用以保证螺旋桨叶面和叶背加工余量均匀。在螺旋桨设计过程中,分析了半径、纵斜、轴向位置和桨叶夹角对设计曲面空间位置的影响,确定了基于设计公差变动范围的螺旋桨形貌变化约束条件。建立了约束条件下螺旋桨曲面配准数学模型,并基于模拟退火算法快速求解得到全局最优解。螺旋桨毛坯曲面与设计曲面的匹配验证结果表明,该算法能实现螺旋桨毛坯曲面和设计曲面的快速匹配。

关键词：曲面配准设计公差公差约束模拟退火算法

“政产学用”如何驱动“卡脖子”技术的双核创新？——基于华中数控的纵向案例研究

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南开管理评论 2022年

作者：贺远琼刘路明田志龙陈吉红国家数控系统工程技术研究中心华中科技大学管理学院华中科技大学机械科学与工程学院

数控机床被称之为“工业母机”，是现代制造业的支柱型基础产业。我国在数控机床核心零部件和高端数控系统上，面临着严峻的技术封锁。如何加快“卡脖子”技术攻关、提高国产数控机床设备的整体竞争力，成为目前学术界和企业界共同关注...

数控机床被称之为“工业母机”，是现代制造业的支柱型基础产业。我国在数控机床核心零部件和高端数控系统上，面临着严峻的技术封锁。如何加快“卡脖子”技术攻关、提高国产数控机床设备的整体竞争力，成为目前学术界和企业界共同关注的重要问题。本文通过对武汉华中数控股份有限公司（以下简称华中数控）高端数控系统技术突破之道的典型案例研究，构建“政产学用”合作主体驱动技术与市场双核创新的机制模型。研究发现，“卡脖子”技术突破包括技术和市场的双核创新，企业技术创新经历“基础技术积累→基础技术升级→技术集成化→技术生态化”四个发展阶段，市场创新经历“市场储备战略→侧翼进攻战略→正面竞争战略→多点竞争战略”的演进过程。在技术和市场的双核创新中，“政产学用”不同合作主体发挥着重要驱动作用，并伴随双核创新过程，呈现出“学→产→政→用”的关键作用主体演变路径。研究丰富了“政产学用”协同创新模式以及技术创新与市场创新领域的学术成果，对指导我国“卡脖子”技术的攻关工作具有重要启示。

关键词：

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分区型旋转锉加工算法研究与实现

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第5期42卷 6-11页

作者：杨建中宋卿李涛陈吉红华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心湖北武汉430074

针对普通旋转锉制造工艺与应用中的刀齿汇交于刀具顶点,造成容屑空间小、切削条件差等问题,提出了一种分区型旋转锉加工算法,在齿底轮廓面上进行分区型刀刃曲线的规划,并通过小圆心角、斜平面等参数,实现对旋转锉外形轮廓与刃形的有效控... 详细信息

针对普通旋转锉制造工艺与应用中的刀齿汇交于刀具顶点,造成容屑空间小、切削条件差等问题,提出了一种分区型旋转锉加工算法,在齿底轮廓面上进行分区型刀刃曲线的规划,并通过小圆心角、斜平面等参数,实现对旋转锉外形轮廓与刃形的有效控制.为适应旋转锉加工机床结构多样化、复杂化的发展趋势,解决用户数控加工后置处理过程灵活定制的问题,借鉴机构运动学方法,采用旋转变换矩阵,实现对机床结构统一化建模,并运用逆运动学方法,完成旋转锉加工的通用后置处理过程.刃磨实验验证了所提出的加工算法的正确性,能够满足实际使用要求.

关键词：旋转锉曲线规划齿底轮廓面后置处理运动链