超薄结构件的高频群脉冲电解加工工艺研究

针对超薄金属结构件的电解加工问题,阐述了高频群脉冲电解加工(HGPECM)的信号构成、加工过程中频率对反向电流的影响以及阴极设计方法,并进行了工艺实验验证. 实验结果表明:高频群脉冲能显著改善极间电解液流场特性并降低电极钝化而获得良好的加工效果;随主脉冲频率的升高,可明显改善加工质量,所获得的加工尺寸精度可达到30～40 μm,粗糙度0.30～0.35 μm的水平,证明高频群脉冲电解加工可成功应用于微小型零件的制造.     

超高频群脉冲电化学加工中脉冲对极间间隙和流场的影响

研究超高频群脉冲(UGP)电化学加工中脉冲电压对底部间隙、侧面间隙和极间流场的影响.建立了群脉冲电化学加工中底部间隙和侧面间隙的数学模型,并基于流体中的气泡脉动建立了超高频脉冲作用下极间压力波的数学模型,采用数值模拟讨论了超高频群脉冲信号对加工间隙和极间压力波的影响.研究表明,群脉冲信号能够进一步减小加工间隙,进而增强压力波作用;超高频脉冲作用下的压力波比高频脉冲压力波更加强烈.超高频群脉冲电化学加工能够在高频电化学加工的基础上进一步减小间隙和改善流场,提高加工质量.     

旋转磁场-高频群脉冲电化学复合加工实验研究

将特定的旋转磁场引入高频群脉冲电化学加工中,研究磁场方向随时间变化时,磁场能量对电化学加工效果的影响. 旋转磁场系利用单片机控制8位继电器顺序动作给相应线圈供电而产生. 通过设计的正交实验探究旋转磁场的相关参数对加工效果的影响,探讨各工艺因素之间的交互作用对加工效果的影响情况. 通过分析发现,磁场的旋转周期、磁感应强度及加工间隙三者的交互作用对加工效果影响很大,并呈现一定的规律.      

基于自适应遗传算法的局部可重配置机床碰撞检验方法

为研究局部可重配置机床各模块间运动关系并防止模块间可能存在的碰撞干涉现象,针对局部可重配置机床部分模块需要更换或升级的特点,通过分析模块之间碰撞检验的拓扑结构,提取需要进行碰撞检验的模块的顶点坐标,运用构造凸包的方法,采用遗传算法计算凸包之间碰撞干涉情况,并使用自适应遗传算法对计算过程进行优化.结果表明该方法有效地提升了碰撞干涉计算效率和计算速度.     

柔性自动化微装配的自主式显微视觉技术

针对非硅微机电系统自动化、柔性、高精度、高效的装配特点,提出并实现了一种基于金属氧化物半导体(CMOS)、现场可编程门阵列(FPGA)及数字信号处理器(DSP)的显微视觉系统设计方法. 该方法兼顾了模块化、柔性与可重配置、高检测精度及速度等系统主要指标,实现了结构模块化、功能可重配置、具有非常高的检测精度及速度的显微视觉系统. 通过实验分析了系统的物理分辨率以及对测量精度进行了标定,验证了系统的设计技术指标. 结果表明:系统对非硅MEMS器件的最高测量精度可达0.6 μm,检测时间小于0.65 s,不仅满足了现有微小型零件柔性自动化装配的要求,同时也为微小型零件的高精度、高速度检测提供了重要的解决方法.      

动态绘图与显示技术在模态分析中的应用

本文着重探索了计算机图学中交互图形处理技术,提出了一种简单、快速的线段交点制定方法和沉陷点判定法则;运用所提出的方法编制了适用于微型计算机的动态绘图程序,并对不同类型的模态参数识别结果进行了动画绘制和屏幕显示。     

可重配置的机床液压冷却系统的解耦控制

可重配置的数控加工中心中,为实现完整性加工的目的,需要配置多个加工执行单元,由此需要由一个冷却系统对多个冷却支路进行冷却。针对某一支路的流量或压力波动对其他支路的流量所造成的影响(通常造成其他支路的流量减小,冷却效果下降,甚至烧毁执行单元),根据流体理论设计了一套能够自动检测冷却系统压力和流量的自动控制系统,通过压差控制的方法该系统可以实现多支路冷却系统中每一条支路压力和流量的独立控制,降低某一条支路的压力和流量波动对其他支路的耦合影响。用液压仿真软件AM E s im对所建立的自动控制系统模型进行仿真,验证该方案的可行性。     

具有统计特征的微小型零件边缘识别技术

针对微小型零件边缘检测问题,提出一种宏观检测和微观检测相结合的边缘识别方法. 首先根据分形理论,利用微小型零件图像的分形特征进行区域分割,检测出图像中的边缘区域;然后利用微观检测算子检测出微小型零件的边缘点;最后用最小二乘法拟合出微小型零件的边缘. 实验结果表明,这种宏观检测和微观检测相结合的方法能够排除下边缘、背景和随机边缘的影响,准确地识别出具有统计特征的微小型零件的边缘,检测精度达到像素级.     

基于工艺匹配的微小型结构件边缘检测方法

为提高显微视觉检测的精度,指出微小型结构件的视觉检测过程中应当遵循工艺匹配原则,提出一种基于工艺匹配的边缘检测方法:对不同工艺工件的边缘过渡区进行提取,建立边缘过渡区的数学模型,从模型中确定边缘点精确位置. 对不同工艺样件的实验结果表明,该算法考虑了实际加工特性的影响,通过建立过渡区数学模型使边缘检测结果达到亚像素级,而且识别的边缘连续,能进一步满足精密测量的需要.     

宏微结合的12自由度微装配系统精度分析

为了提高分立式宏微结合的12自由度微装配系统的整体位姿运动控制精度,提出误差矢量坐标变换合成法,建立了微装配系统基于刚体假设的误差传递模型,推导了装配零件与装配基体零件的位姿误差计算公式,提出了姿态误差灵敏度分析计算方法,根据分析结果采用微位姿检测装置测量获得了系统补偿向量,使微装配系统整体位姿运动控制精度提高至微米级.