切削刀具可视化柔性编码系统设计

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通过对刀具制造企业刀具编码的需求分析,依据编码分类理论,提出可视化柔性编码系统(VFCS),对VFCS系统进行功能分析,划分为代码结构设计、码位内容设计、代码输入与运行解析、代码查询4个组成模块。首先,完成了开发平台选型以及编码规范的基于XML的数据结构描述;其次,代码规范设计分成结构设计、码段内容设计两个部分,实现代码逻辑与内容相分离;最后,将代码结构信息定义成图形节点,利用交互绘图方法进行可视化建模,用有限状态机和有向图遍历实现代码结构解析,完成了VFCS系统设计。可视化编码技术既具有实用高效性又能提
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研究了增减材复合制造加工熔融沉积成型(fused deposition modeling, FDM)薄壁零件的方法。结合增材制造和减材制造,改造传统独立双喷头3D打印机,修改右侧喷头为数控铣刀,在3D打印模型切片时对模型外轮廓进行识别和处理,生成数控加工代码,自动集成到3D打印G代码中,可对薄壁零件进行直接打印,并获得高精度的表面质量。对于薄壁复杂结构塑料零件的加工,通过改造的增减材打印机可以全自动生成复合加工G代码,大大提高了增减材复合制造的效率。
通过遗传算法对增/减材复合加工316L的拉伸性能进行多目标优化。以送粉速率、激光功率和扫描速度为考察因素,以抗拉强度、屈服强度和伸长率为评价指标,利用最小二乘法对正交试验结果建立评价指标回归模型,并结合MATLAB遗传算法工具箱对回归模型进行多目标优化。得到最优的加工工艺匹配为送粉速率7.23 g/min、激光功率600 W、扫描速度600 mm/min,在此条件下抗拉强度为763.981 4 MPa,屈服强度为553.520 4 MPa,伸长率为0.701 540。
随着社会和工业的发展,使用检测人体存在的保护设备来保障从业人员的人身安全得到了广泛的应用。GB/T 29483-2013《机械电气安全检测人体存在的保护设备应用》标准的制定明确了检测人体存在的保护设备的选择方式和相关要求,对提高机械工业的安全水平有重要意义。通过对GB/T 29483-2013标准的主要内容进行解读和分析,以便标准使用者理解标准内容,规范化使用标准,为检测人体存在的保护设备的设计制造和配备选取提供了参考。
疲劳损伤是影响选区激光熔化316L不锈钢服役安全的重要问题,基于经典的非线性超声理论,研究了疲劳加载条件下选区激光熔化316L不锈钢超声检测非线性系数随疲劳周期的变化规律。试验结果表明,当选区激光熔化316L不锈钢产生疲劳损伤后,超声波检测信号中二次谐波幅值明显增大,且超声非线性系数随着疲劳周期的增加呈逐渐增长趋势。因此,采用非线性超声检测方法对选区激光熔化316L不锈钢疲劳损伤进行检测是可行的。
针对个性化树脂镜片的加工特点,在详细分析镜片的数学模型基础上,提出1种4轴数控加工模式,用以替代原有5轴曲面加工才能完成的任务,并在此基础上研制开发一种全新高效自动化个性树脂镜片加工设备。该设备具有机械手上下料、双主轴高速复合加工等特点,采用刀具切割代替砂轮磨削的镜片加工工艺,一次装夹即可实现镜片的轮廓切割、钻孔、表面刻字等一系列完整的复合加工,降低了劳动成本,大大提高了镜片加工的效率和精度。
设计了一种适用于轴类零件的新结构快换磨齿夹具,涨紧间隙更大,夹具通用性更高;根据不同零件更换系列化的快换涨套,可实现快速换产;通过设计大行程的中心活顶尖引导零件装夹,解决了自动化生产时工件装夹容易错位问题;该新结构夹具方案已验证可行并在大批量生产中推广应用。
针对薄壁件在铣削加工过程中容易受力变形的问题,以烟花算法(FWA)为基本模型对其内部迭代过程进行改进,提出一种计算效率更高、结果更为精确的改进烟花算法(IFWA),并将改进烟花算法与BP神经网络相结合对薄壁件铣削加工参数进行优化。仿真结果表明:相比于PSO-BP算法和GA-BP算法,用IFWA-BP算法所得到的铣削参数加工出的薄壁件变形量更小,并通过现场加工实验进一步证明IFWA-BP算法对铣削参数优化的精确可靠。
针对目前某军工企业双金属铸件圆孔测量时存在的工作效率低和精度差等问题,提出了一种基于机器视觉的双金属铸件圆孔测量方法。该方法利用亚像素边缘检测算法进行圆孔的内外圆的检测,通过引入轮廓的全局性参数K来获取所选轮廓内的最佳拟合圆,得到该圆孔的圆心和半径,并算出圆孔的同心度。实验结果证明,测量方法提高了检测效率,能够快速地测量出圆孔的尺寸,并使误差缩小到2个像素,测量误差降低了20%。
激光切割广泛应用于薄壁件切割,而切割温度对加工精度影响较大。针对薄壁类零件激光切割过程中温度场的瞬时变化及被加工件的热弹塑性变形,提出了一种基于傅里叶定律的热损失计算方法,分析了不同热现象对温度场与变形量的影响。结果表明,材料比热容为分析关键因素之一,其变化对温度场影响比例高达13.8%,不可忽略;热传导是影响加工质量的主要热损失方式,其导致温度下降49.58%;而热辐射、热对流对温度场的影响小于0.1℃,当加工精度要求在微米级以下时,热辐射和热对流产生的热变形可忽略不计。
运用SolidWorks软件建立数控磨床床身模型,导入ANSYS分析软件分别进行静力学和模态分析。根据分析结果,对床身壁厚、掏沙孔形状及筋板布局等结构进行优化设计。综合各结构优化方案,优化后的床身体积增加1.199%,最大变形可以减小52.034%,第一阶固有频率提升21.478%。