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低压铸造水冷机壳X射线检测图像技术分析与应用

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特种铸造及有色合金 2023年第1期43卷 119-121页

作者：陈晓斌韩伟颜建柯世金詹泽鑫广州城市理工学院机械工程学院

针对低压铸造水冷机壳铝合金薄壁组织内部常出现浇不足、缩松和气孔等缺陷,以及由于内部螺旋水道砂芯松散、断裂造成的粘砂、水路不通等问题,采用X射线照相检测DR系统对铝合金水冷机壳铸件进行无损伤高精度扫描测量分析,并运用OpenCV图... 详细信息

针对低压铸造水冷机壳铝合金薄壁组织内部常出现浇不足、缩松和气孔等缺陷,以及由于内部螺旋水道砂芯松散、断裂造成的粘砂、水路不通等问题,采用X射线照相检测DR系统对铝合金水冷机壳铸件进行无损伤高精度扫描测量分析,并运用OpenCV图像增强技术处理图像,使内部组织异常的低压铸件在最短时间内得到识别、剔除及隔离,从而达到品质精细控制的目的。

关键词： X射线 DR系统铸件缺陷无损检测图像增强

基于改进CenterNet的焊缝起始向量检测与机器人位姿估计方法

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计算机集成制造系统 2022年第9期28卷 2865-2880页

作者：唐溪姚锡凡董艺张峻铭华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

针对传统方法在焊缝起始点检测任务中适应性差,难以获取机器人初始焊接位姿的问题,提出一种基于改进CenterNet的焊缝起始向量检测与机器人位姿估计方法。首先,采用特征融合与卷积块注意力机制(CBAM)增强CenterNet提取有效特征的能力。然... 详细信息

针对传统方法在焊缝起始点检测任务中适应性差,难以获取机器人初始焊接位姿的问题,提出一种基于改进CenterNet的焊缝起始向量检测与机器人位姿估计方法。首先,采用特征融合与卷积块注意力机制(CBAM)增强CenterNet提取有效特征的能力。然后,利用改进的CenterNet获取焊缝起始向量,并用提出的工件底板边线条件筛选算法提取底板边线,继而通过极线约束匹配得到起始向量和底板边线上的若干对应点,由此得到工件表面特征点三维信息,实现工件姿态和焊接位姿估计。实验结果表明,改进后的CenterNet在焊缝起始向量检测任务中,检测精度和检测速度优于其他对比算法,工件姿态估计误差满足机器人初始焊接位姿引导的精度和鲁棒性要求。

关键词：焊缝起始向量检测双目立体视觉 CenterNet网络特征融合姿态估计

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摩托车缸盖低压铸造模具设计及工艺优化

特种铸造及有色合金 2024年第6期44卷 844-848页

作者：谈毅江丽珍刘臻炜卢健能广州城市理工学院机械工程学院广州510800

针对摩托车发动机的铝合金单缸缸盖结构紧凑、壁厚不均匀和砂芯形状复杂等特点,分析研究铝合金缸盖模具结构和砂芯设计特点,运用MAGMA软件模拟分析铝合金缸盖低压铸造的温度、压力和冷却速度等因素对凝固组织的影响。通过铸件凝固结晶... 详细信息

针对摩托车发动机的铝合金单缸缸盖结构紧凑、壁厚不均匀和砂芯形状复杂等特点,分析研究铝合金缸盖模具结构和砂芯设计特点,运用MAGMA软件模拟分析铝合金缸盖低压铸造的温度、压力和冷却速度等因素对凝固组织的影响。通过铸件凝固结晶过程模拟研究缸盖铸件卷气、热节和燃烧室重点位置的孤立液相发生情况。采用正交试验对缸盖低压铸造过程相互交织作用的工艺因素进行比较分析,找出权重影响因子进行重点的精细化控制,实现低压铸造预设的凝固顺序,提高铝合金缸盖铸件内部凝固组织致密性及低压铸造产品品质。

关键词：摩托车缸盖工艺因素正交试验模拟优化

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基于AGV的注塑原料自动供应系统设计

塑料 2022年第4期51卷 40-45页

作者：段海峰黄凌森江丽珍广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

为了减少注塑机添加注塑原料时的人工浪费,提高注塑机注塑的自动化程度,设计了一套注塑原料自动供应系统。采用AGV导航技术和PLC控制技术,设计了专门的AGV下料小车和注塑原料自动供应站;铺设AGV导航磁条通道和多个AGV停驻点,导引AGV下... 详细信息

为了减少注塑机添加注塑原料时的人工浪费,提高注塑机注塑的自动化程度,设计了一套注塑原料自动供应系统。采用AGV导航技术和PLC控制技术,设计了专门的AGV下料小车和注塑原料自动供应站;铺设AGV导航磁条通道和多个AGV停驻点,导引AGV下料小车按照设计的路径行走并完成自动取料、自动运输、自动停驻、自动添料的循环工作;采用自动低电量充电模式,实现注塑原料的自动循环供应功能。根据整套系统注塑机工作原理、各部件动作规划以及时序节拍,完成整套系统的PLC程序设计,及基于AGV的整套注塑原料自动供应系统的硬件、控制系统的设计;降低注塑加工的成本,提高注塑加工的加工效率和自动化程度。

关键词： AGV 磁条导航注塑成型注塑原料供应系统

仿贝壳TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料的组织及其力学性能

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复合材料学报 2022年第7期39卷 3554-3563页

作者：林波王明辉张文馨肖华强赵愈亮张卫文贵州大学机械工程学院贵阳550025 东莞理工学院机械工程学院东莞523808 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

陶瓷增强铝基复合材料是轻量化结构件的较理想材料,但随着陶瓷增强相含量的增加,复合材料的韧性会降低,导致复合材料服役过程中安全性的下降。因此如何实现复合材料高强韧性的匹配是制备陶瓷增强铝基复合材料一直存在的难题。根据仿生... 详细信息

陶瓷增强铝基复合材料是轻量化结构件的较理想材料,但随着陶瓷增强相含量的增加,复合材料的韧性会降低,导致复合材料服役过程中安全性的下降。因此如何实现复合材料高强韧性的匹配是制备陶瓷增强铝基复合材料一直存在的难题。根据仿生学思想,采用冷冻铸造及压力浸渗技术制备了不同陶瓷初始固相含量(20vol%、30vol%、40vol%)的TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试研究了不同陶瓷初始固相含量对于TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料微观组织和力学性能的影响。实验结果表明,随着陶瓷初始固相含量的提升,复合材料中陶瓷片层厚度增加,金属片层厚度减小,复合材料的抗压强度有所提升但抗弯强度和断裂韧性下降。其中,20vol%陶瓷初始固相含量的TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料拥有较优的断裂韧性,达到了(20.59±1.5)MPa·m^(1/2);40vol%陶瓷初始固相含量制备的TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料拥有较优的抗压强度,达到了(670±20)MPa。这主要是因为随着复合材料中陶瓷初始固相含量的提升,层状复合材料更容易发生界面脱层,层状复合材料通过合金塑性变形等增韧效果减弱;同时,裂纹偏折、界面剥落、裂纹分支等增韧效果也降低。

关键词：仿贝壳层状复合材料冷冻铸造压力浸渗显微组织力学性能

功率超声与挤压铸造耦合工艺对Al-5.0Cu合金凝固组织影响的数值模拟与试验研究

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机械工程学报 2022年第10期58卷 87-94页

作者：林波范滔张杨赵愈亮张卫文王莹贵州大学机械工程学院贵阳550025 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 东莞理工学院机械工程学院东莞523808

采用挤压铸造和功率超声耦合的方式处理Al-5.0Cu合金熔体,利用光学显微镜观察不同工艺参数下的Al-5.0Cu合金的微观组织。使用反分析法计算出耦合作用下铸件-模具的界面换热系数曲线,在此基础上结合CAFE宏-微观耦合模型模拟出不同工艺下A... 详细信息

采用挤压铸造和功率超声耦合的方式处理Al-5.0Cu合金熔体,利用光学显微镜观察不同工艺参数下的Al-5.0Cu合金的微观组织。使用反分析法计算出耦合作用下铸件-模具的界面换热系数曲线,在此基础上结合CAFE宏-微观耦合模型模拟出不同工艺下Al-5.0Cu合金的凝固组织,并与宏观腐蚀结果进行对比,试验同时测量了熔体内部不同位置的温度变化。通过数值模拟和试验验证相结合的方式,对比研究了不同工艺对Al-5.0Cu合金凝固组织的影响。模拟和试验结果均表明,功率超声和挤压铸造的耦合作用较于单一外场作用能进一步改善合金的凝固组织,同时可以完全消除铸造缺陷;耦合作用还可以使得熔体内部温度分布更加均匀,显著细化Al-5.0Cu合金的初生晶粒,有利于得到均匀、细小微观组织。该结果为细化Al-5.0Cu合金的组织,提高合金的力学性能提供了新的思路。

关键词： Al-5.0Cu合金超声振动挤压压力数值模拟 CAFE模型

融合改进Dijkstra算法和MPC的单舵轮机器人路径规划

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组合机床与自动化加工技术 2024年第6期 18-23页

作者：郭建曾志豪黄熙航谢瑞伦杨朋王家淳广州城市理工学院机械工程学院广州510800

为提高单舵轮机器人在路径规划性能和路径跟踪精度,提出一种融合改进Dijkstra算法和MPC的路径规划算法。首先,对比Dijkstra算法和A^(*)算法两种方法获得的路径规划轨迹长度;随后,改进Dijkstra算法,替换与障碍物碰撞的子路径段,并对路径... 详细信息

为提高单舵轮机器人在路径规划性能和路径跟踪精度,提出一种融合改进Dijkstra算法和MPC的路径规划算法。首先,对比Dijkstra算法和A^(*)算法两种方法获得的路径规划轨迹长度;随后,改进Dijkstra算法,替换与障碍物碰撞的子路径段,并对路径进行平滑优化处理;再者,建立单舵轮机器人数学模型,基于优化后的MPC算法,分别以直线和圆弧路径跟踪进行仿真。仿真实验结果表明,跟踪直线速度从1.19 m/s平稳到达1.91 m/s,角加速度为1 rad/s^(2),跟踪圆弧速度从1.19 m/s增加至2 m/s,角速度平稳变化;最后,通过样机实验结果表明,MPC算法能够使得单舵轮移动机器人运动高度贴合改进的Dijkstra算法路径规划的轨迹,且行驶平稳。

关键词：单舵轮机器人 Dijkstra算法模型预测控制轨迹跟踪

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基于改进深度学习的光伏电池膜厚预测

组合机床与自动化加工技术 2024年第10期 16-21页

作者：郭建黄颖驹广州城市理工学院机械工程学院广州510800

针对光伏电池片PECVD镀膜工艺中,对膜厚的检测成本高、难度大、效率低的问题,在BP神经网络的基础上,提出了一种基于改进深度学习的光伏电池片膜厚预测方法。首先,在图像信息采集阶段,设计色深值搭建色相H和亮度L之间的函数关系;在数据... 详细信息

针对光伏电池片PECVD镀膜工艺中,对膜厚的检测成本高、难度大、效率低的问题,在BP神经网络的基础上,提出了一种基于改进深度学习的光伏电池片膜厚预测方法。首先,在图像信息采集阶段,设计色深值搭建色相H和亮度L之间的函数关系;在数据处理阶段,对图像数据做归一化处理,达到简化计算的作用,提升了模型的性能;在神经网络训练阶段,采用Tanh函数作为激活函数,使优化过程更容易,提高了函数的收敛速度;使用LM算法作为网络的训练函数,能自适应地调整收敛速度,提高训练过程的稳定性,使模型能够更精确地完成回归任务;增加动量项以减少深度学习训练时的振荡趋势,提高模型预测过程的稳定性。实验结果表明,相比于传统的BP神经网络,改进后的模型迭代次数减少了8次,膜厚预测的准确率提高了12.9%,平均误差降低了1.558 nm。最大误差控制在了4 nm以内,满足大部分光伏电池片生产的膜厚检测需求。

关键词：膜厚预测光伏电池片神经网络深度学习色深值

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基于步态规划的四足机器人运动学分析和仿真

组合机床与自动化加工技术 2021年第7期 57-61,65页

作者：郭建赵易陈景聪广州城市理工学院机械工程学院广州510800

利用三维设计软件设计四足机器人的整机结构。对四足机器人进行了数学建模和数学计算,利用公式计算了运动学的正解和逆解,用MATLAB进行了仿真验证对比。对机器人基于对角步态和三角步态进行步态规划,推导和计算了四足机器人四条腿各个... 详细信息

利用三维设计软件设计四足机器人的整机结构。对四足机器人进行了数学建模和数学计算,利用公式计算了运动学的正解和逆解,用MATLAB进行了仿真验证对比。对机器人基于对角步态和三角步态进行步态规划,推导和计算了四足机器人四条腿各个关节的转动角度。利用ADAMS进行了步态的仿真,仿真结果符合预期设计。计算和仿真结果为物理样机的制作提供了数据支撑,有助于缩短研发周期,提升研发效率。

关键词：四足机器人步态规划仿真