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机器人恒力干磨削的材料去除深度建模

组合机床与自动化加工技术 2024年第3期 23-26页

作者：丁亚凯洪荣晶张浩胡孟成彭加兵南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室南京211899

在机器人末端安装被动柔顺装置进行恒力干磨削加工,材料去除深度较难控制。为确定合适的磨削用量控制材料去除深度,根据磨削理论和磨削力经验公式,建立关于法向压力、进给速度和主轴转速的材料去除深度模型,材料去除深度与磨削用量指数... 详细信息

在机器人末端安装被动柔顺装置进行恒力干磨削加工,材料去除深度较难控制。为确定合适的磨削用量控制材料去除深度,根据磨削理论和磨削力经验公式,建立关于法向压力、进给速度和主轴转速的材料去除深度模型,材料去除深度与磨削用量指数幂的乘积成正比。通过正交实验标定模型的未知参数,建立完整的材料去除深度模型;通过单变量实验分析材料去除深度与磨削用量的关系;通过多变量随机实验对材料去除深度模型进行验证。单变量实验和随机实验表明,材料去除深度与磨削用量指数幂的乘积成正比。在磨削加工精度允许范围内,可以根据材料去除深度模型确定磨削用量控制材料去除深度。

关键词：机器人恒力干磨削材料去除深度磨削用量法向压力

基于WTMSE-AMCNN_1D的协作机器人故障诊断

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组合机床与自动化加工技术 2024年第1期 118-122页

作者：戴天赐王华汪健董凌浩李帅康南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室南京211899

六轴协作机器人在实际工作中难以采集到振动数据,且其故障诊断精度低,针对这一问题,提出一种基于多尺度小波分解、样本熵与一维注意力卷积神经网络(WTMSE-AMCNN_1D)的六轴协作机器人电流信号故障诊断方法。首先,对采集的原始故障数据进... 详细信息

六轴协作机器人在实际工作中难以采集到振动数据,且其故障诊断精度低,针对这一问题,提出一种基于多尺度小波分解、样本熵与一维注意力卷积神经网络(WTMSE-AMCNN_1D)的六轴协作机器人电流信号故障诊断方法。首先,对采集的原始故障数据进行随机采样;其次,采用多尺度小波分解后计算样本熵的方法来提取原始信号特征,将其作为引入注意力机制(AM)的一维卷积神经网络的输入并进行训练;最后,利用端到端训练后的模型实现故障诊断。通过实验采集某六轴协作机器人的电流数据进行诊断测试,并与其它模型对比,结果表明WTMSE-AMCNN_1D模型诊断精度达到99.21%,可以有效诊断协作机器人的故障。

关键词：协作机器人故障诊断小波分解多尺度样本熵注意力机制一维卷积神经网络

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数控铣齿机夹具定位精度的仿真和测量

机械设计与制造 2024年第6期400卷 262-264,270页

作者：王帅洪荣晶张浩南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室江苏南京210009

以数控铣齿机夹具为研究对象,研究数控铣齿机夹具的定位结构存在的各项误差对定位精度的影响。利用动力学仿真软件ADAMS对夹具的定位机构进行分析,对比仿真结果与理想工况结果来验证虚拟样机的正确性。利用ADAMS对夹具定位结构的制造误... 详细信息

以数控铣齿机夹具为研究对象,研究数控铣齿机夹具的定位结构存在的各项误差对定位精度的影响。利用动力学仿真软件ADAMS对夹具的定位机构进行分析,对比仿真结果与理想工况结果来验证虚拟样机的正确性。利用ADAMS对夹具定位结构的制造误差、安装误差以及综合误差进行全面仿真,得出不同误差对定位精度的影响程度。为了研究数控铣齿机夹具的重复定位性能,设计工件定位测量试验,试验表明,随着定位次数的增加,数控铣齿机夹具的重复定位精度基本保持稳定,满足实际加工要求。

关键词：数控铣齿机夹具多体动力学误差定位精度测量

利用Hough渐开线变换的齿轮图像中心检测

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机械设计与制造 2024年第2期396卷 161-164,169页

作者：赵彬彬洪荣晶南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816 江苏省工业装备数字化制造及控制技术重点实验室江苏南京210009

针对目前基于机器视觉的齿轮参数测量和检测中,获取齿轮中心坐标这一关键步骤缺乏通用性的问题,提出了一种利用Hough渐开线变换的方法。首先,在图像坐标中建立齿轮渐开线齿廓的数学模型。接着,对齿轮的灰度图像进行卷积、边缘检测获得... 详细信息

针对目前基于机器视觉的齿轮参数测量和检测中,获取齿轮中心坐标这一关键步骤缺乏通用性的问题,提出了一种利用Hough渐开线变换的方法。首先,在图像坐标中建立齿轮渐开线齿廓的数学模型。接着,对齿轮的灰度图像进行卷积、边缘检测获得齿轮边缘图像和像素梯度角。最后,对边缘像素做Hough渐开线变换,得到最终的齿轮中心坐标。实验和仿真结果表明,按该方法求得的结果与真实坐标的标准差在1 pixel以内,对齿轮内孔形状无要求,可以作为一种有效的齿轮图像中心检测方法。

关键词：计算机视觉边缘检测梯度算子 Hough变换

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基于数字孪生的复杂件多机器人智能加工方法

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第6期52卷 1-9页

作者：段现银邵宇轩彭芳瑜向峰杨岑岑周林武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室国家数字化设计与制造创新中心华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室

针对舱体类构件内部存在众多复杂相交特征且可行空间狭小，其内壁等加工有极大困难，制造设备的加工效率和智能化水平难以满足航天装备快速和高质量发展需求问题，为提高舱体类构件制造设备的加工效率和智能化水平，提出了一种基于数字... 详细信息

针对舱体类构件内部存在众多复杂相交特征且可行空间狭小，其内壁等加工有极大困难，制造设备的加工效率和智能化水平难以满足航天装备快速和高质量发展需求问题，为提高舱体类构件制造设备的加工效率和智能化水平，提出了一种基于数字孪生的多机器人智能协同加工方法．构建了不同功能机器人协同加工系统虚拟空间、物理空间和信息数据层的数字孪生框架，详细阐述了孪生数据源及类型、数据融合和数据存储等孪生数据模型的设计；建立了多机器人协同加工优化控制与决策模型，研制了多机器人智能加工软硬件平台，实现了虚实映射与交互以及加工系统在线监控．以某型号飞行器舱段精密铣削和测量工艺为案例进行验证与分析，优化加工路线，提高加工效率，验证了该方法的可行性与高效性．

关键词：智能制造智能加工数字孪生多机器人舱体类构件

考虑多源误差影响的谐波减速器传动误差建模与分析

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1023-1035页

作者：杨聪彬李文汉张涛刘志峰赵永胜北京工业大学先进制造与智能技术研究所/先进制造技术北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124 吉林省高端数控装备先进制造与智能技术重点实验室吉林长春130012

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心... 详细信息

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

关键词：谐波减速器多源误差影响参数分析传动误差建模模型验证

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基于浮动坐标法的刚柔耦合定位平台力学模型

吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 385-393页

作者：杨志军张驰黄观新广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006

精密定位平台由于机械摩擦造成精度受限,难以满足大行程、高精度定位的运动要求。本文结合宏微复合结构,提出了一种单驱动刚柔耦合定位平台。相对于现有的宏微复合平台,大幅简化了机械结构和运动控制系统的设计。基于浮动坐标法和有限... 详细信息

精密定位平台由于机械摩擦造成精度受限,难以满足大行程、高精度定位的运动要求。本文结合宏微复合结构,提出了一种单驱动刚柔耦合定位平台。相对于现有的宏微复合平台,大幅简化了机械结构和运动控制系统的设计。基于浮动坐标法和有限元法建立了单驱动刚柔耦合定位平台的静力学和动力学模型,并与商业软件ABAQUS及简化解析模型的分析结果进行对比,最大相对误差分别为1.6%和3.72%,证明了该理论模型具有较高的预测精度,可为刚柔耦合平台的优化设计及精密运动控制提供参考。

关键词：机械工程刚柔耦合动力学有限元分析柔性铰链定位平台

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火花放电法制备纳米材料及其应用综述

材料导报 2024年第7期38卷 134-142页

作者：张昱梁沛林何钧宇杨冠南崔成强广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州511400

纳米材料在光学、热学、电学、磁学、力学等方面表现出优异的特性,已广泛应用于储氢、催化、太阳能电池、微电子封装、生物医疗等领域。火花放电法是一种制备纳米粒子的有效手段,具有普适性广、纯度高、操作过程简单、方法灵活、对环境... 详细信息

纳米材料在光学、热学、电学、磁学、力学等方面表现出优异的特性,已广泛应用于储氢、催化、太阳能电池、微电子封装、生物医疗等领域。火花放电法是一种制备纳米粒子的有效手段,具有普适性广、纯度高、操作过程简单、方法灵活、对环境友好等特点。本文概述了火花放电发生器的基本组成部分、火花放电过程的原理,对纳米粒子的形成机制以及影响纳米粒子尺寸和产率的关键因素进行详细分析,列举了制备的纳米材料种类的多样性,并综述了该技术制备的纳米材料在诸多领域展现出的优异性能,最后对火花放电制备纳米材料及其应用领域的发展进行了展望。

关键词：纳米材料火花放电粒子形成机制

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镍磷合金微沟槽金刚石切削泊松毛刺形成机理

光学精密工程 2024年第8期32卷 1140-1152页

作者：李晓蓬余亮宝孙占文王素娟广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006

为了探究镍磷合金超精密切削过程中泊松毛刺的形成原因及规律,并且寻求泊松毛刺尺寸更精准的表征方式,本文通过对镍磷合金泊松毛刺的形成机理进行理论分析,建立其正交切削过程中的泊松毛刺高度和宽度预测模型,并通过实验分析切削参数对... 详细信息

为了探究镍磷合金超精密切削过程中泊松毛刺的形成原因及规律,并且寻求泊松毛刺尺寸更精准的表征方式,本文通过对镍磷合金泊松毛刺的形成机理进行理论分析,建立其正交切削过程中的泊松毛刺高度和宽度预测模型,并通过实验分析切削参数对泊松毛刺高度和宽度的影响,通过实验观察可知,切削深度对毛刺尺寸影响显著,切削深度由3μm增加至9μm时,毛刺高度增加了0.0998μm,毛刺宽度增加了1.06μm,而切削速度对毛刺高度及宽度的影响很小。且通过对比实验得到的毛刺数据和预测数据可知,毛刺高度和宽度预测模型的平均相对误差值分别为5.43%和8.17%,验证了预测模型的准确性。同时目前的泊松毛刺高度和宽度表征方法具有一定的误差,因此本文提出了利用积分法计算泊松毛刺体积的方法,并基于体积法建立了更准确的泊松毛刺尺寸表征方法,通过计算得到体积的预测模型平均相对误差值为4.81%,可知泊松毛刺体积的预测模型准确度相对更高。研究结果为镍磷合金正交切削过程中合理选择切削参数和泊松毛刺尺寸评估方法提供了理论指导。

关键词：微沟槽切削镍磷合金毛刺生成金刚石切削

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