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一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法
本发明公开了一种用于测量机床加工时工件表面以下不同深度 的温度值的方法，包括以下步骤：1)沿经过工件轴线的平面或沿与其 轴线垂直的平面将工件剖成两个待加工体并对剖面抛光；2)在剖面上 划分出多个条形区域，在每个条形区域内镀上一种熔点已知的薄膜， 同一剖面上每个条形区域内的薄膜的材料不同；3)将两个待加工件连 接紧固；4)设定切削参数，进行机械加工，使回转加工体两剖面上薄 膜的一部分熔化，薄膜的熔化部分与不熔化部分形成分界线；5)测量 每种材料形成的薄膜上的分界线所在的深度，绘制温度-深度曲线图。 本
华中科技大学
2021-04-14
一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法
本发明公开了一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法。 考虑到自由曲面微细铣削加工刀具变形量较小，提出理想刀位点与真 实刀位点所属小区域内法矢近似统一的假设，考虑加工过程中微径球 头刀变形对切削力的反馈影响，采用迭代算法求解切削平衡状态的让 刀误差，以此作为让刀误差的预测值，预测结果更准确。此外，还通 过迭代计算让刀误差总补偿量，且直接对让刀误差本身进行补偿，补 偿量最小，补偿方向明确，物理意义清晰，加工精度高。
华中科技大学
2021-04-14
未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了3倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-11
未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-13
一种基于 ROS 的复杂曲面叶片力位混合控制加工系统
本发明公开了一种基于 ROS 的复杂曲面叶片的力位混合控制加 工系统，包括:工业机器人、机器人控制单元、处理单元、力/力矩传 感器、砂带磨抛机;处理单元用于录入刀路轨迹规划、力轨迹规划以 及实时接受力/力矩传感器的反馈信息，从而得到刀路轨迹规划、力轨 迹规划的运动学逆解并实时发送到机器人控制单元;机器人控制单元 用于将接收到的运动学逆解转换为刀路轨迹指令和力轨迹指令，并发 送给工业机器人;工业机器人用于装夹叶片并机器人控制单元的指令 带动叶片绕砂带磨抛机运动以完成叶片的磨削。该系
华中科技大学
2021-04-14
复杂曲面零件非接触式三维匹配检测优化方法
本发明公开了一种复杂曲面零件非接触式三维匹配检测优化方 法，包括：对待检测的复杂曲面零件 CAD 模型与扫描模型执行采样； 将复杂曲面零件 CAD 模型与扫描模型执行重心对齐；计算复杂曲面 CAD模型与扫描模型之间的对应点对；基于布谷鸟算法得到转换矩阵； 根据转换矩阵更新复杂曲面零件的扫描模型；复杂曲面零件扫描模型 与 CAD 模型之间执行匹配误差计算，并执行迭代更新。通过本发明， 能够有效解决现有技术中计算收敛速度慢、且易陷入局部最优的问题， 并尤其适用于大型复杂曲面零件如航空发动机叶片的高精度质
华中科技大学
2021-04-14
面向大型复杂曲面的移动机器人智能磨抛技术
成果简介
成果包括：自主导航与控制技术、在线轨迹规划技术、打磨力柔性控制技术及打磨缺陷在线自动检测技术。实现了AGV全自动导航控制及在线规划机器人打磨轨迹，采用力控算法和姿态适应算法保证打磨力可控及曲面适应性。
成果开发了智能磨抛系统，集成了移动机器人运控与SLAM技术、多传感器融合的大型复杂曲面识别与磨抛路径规划技术、机械臂与打磨头融合的打磨力控技术及磨抛质量自动视觉检测技术。可实现复杂曲面零件的遥控操作及自动磨抛，改善人工打磨的工艺环境，保证打磨质量。
成果展示
中南大学
2023-07-14
一种可伸缩式的大型自由曲面在机测量装置
本发明公开了一种大型自由曲面在机测量方法及装置，装置包 括弹性元件、伸缩杆、套筒、光栅尺、激光位移传感器、支撑脚、喷 墨标记头以及球形滚轮；伸缩杆位于套筒内，伸缩杆上安放有光栅尺；伸缩杆的一端与套筒端部之间安放有弹性元件，伸缩杆的另一端连接 支撑脚的一端，支撑脚的另一端连接球形滚轮，支撑脚的中部安放有 激光位移传感器，激光位移传感器与球形滚轮之间安放有喷墨标记头。 本发明采用激光位移传感器和光栅尺结合的方式实现测量，激光位移 传感器测量曲面测量点相对于其端面的距离，光栅尺测量激光位移传 感器的位移，结合两距离便可精准计算得到测量点相对于基准点的距 离；能够根据现场不同的测量要求来改变安放方式，特别适用于各种 大型复杂曲面的现场测量。
华中科技大学
2021-04-11
资源循环型泡沫玻璃保温材料
成果简介泡沫玻璃是一种富含大量泡孔结构的生态建筑材料，它主要由气相和固相所组成，其中气相体积约占90-96%。泡孔呈封闭状态的泡沫玻璃具有较小的导热系数，因此被广泛用于保温隔热工程中。泡沫玻璃与传统保温材料（聚苯板、聚氨酯、酚醛、玻璃棉等）相比，在力学性能、防火、防水、耐侵蚀等方面具有的优势，是目前在建筑节能、防火减灾领域极具应用前景的一种环境友好型建筑保温材料。央视配楼大火、上海公寓大火、沈阳万鑫大火等多场建筑火灾给人民生命和财产带来惨痛的教训。之所
北京工业大学
2021-04-14
粘土纳米改性塑料和玻璃钢
内容介绍： 本项目针对聚烯炷和不同玻璃钢用树脂基体的结构特点，釆用特殊的 无机纳米粒子表面改性方法对天然硅酸盐粘土进行改性，获得系列改性 纳米粒子。通过适当的工艺，制备出系列综合性能优异的聚烯煙纳米复 合材料和具有良好机械性能、耐介质特性、耐老化性能的改性纳米复合 玻璃钢材料。 该技术达到国
西北工业大学
2021-04-14