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微结构阵列的超精密偏心加工方法 预览
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作者 林泽钦 王素娟 陈新度 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第3期149-152,共4页
慢刀伺服加工微结构阵列的轨迹特点会影响阵列中各单元误差分布的一致性,并导致单元边缘误差大。为了提高微结构阵列加工的一致性,提出一种针对微结构阵列的超精密偏心加工方法,实现阵列各个子单元的单独加工。采用多体系统理论和对对... 慢刀伺服加工微结构阵列的轨迹特点会影响阵列中各单元误差分布的一致性,并导致单元边缘误差大。为了提高微结构阵列加工的一致性,提出一种针对微结构阵列的超精密偏心加工方法,实现阵列各个子单元的单独加工。采用多体系统理论和对对刀误差影响的分析,建立了刀具轨迹生成算法及表面预测模型。仿真分析结果表明超精密偏心加工方法有利于提高阵列单元的一致性,可避免加工过程中Z轴加速度过大对加工形貌的影响,提高子单元边缘部分的加工质量。 展开更多
关键词 微结构阵列 偏心加工 形貌预测 加工一致性
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超精密车削表面仿真与评价集成系统的研究 预览
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作者 颜志涛 王素娟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第10期156-160,共5页
表面形貌仿真是实现高效高精度的超精密加工技术必不可少的研究方法。为了减少在理论模型的计算和表面形貌的仿真分析时间,并且实现仿真结果与测量结果的直接对比,提出一种将理论模型的仿真结果与测量仪器的分析软件进行集成的方法,并... 表面形貌仿真是实现高效高精度的超精密加工技术必不可少的研究方法。为了减少在理论模型的计算和表面形貌的仿真分析时间,并且实现仿真结果与测量结果的直接对比,提出一种将理论模型的仿真结果与测量仪器的分析软件进行集成的方法,并开发集成系统。文章通过研究超精密车削加工表面形貌的影响因素,基于Matlab和Bruker Wyko Vision软件,建立超精密车削加工表面仿真与评价的集成系统,为超精密车削加工工艺提供指导。通过车削加工实验中仿真和测量数据的对比结果表明,所开发的集成系统可有效应用于超精密加工领域中加工形貌仿真、加工质量评价、分析等。 展开更多
关键词 白光干涉仪 Bruker Wyko VISION Matlab 测量技术 超精密加工
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基于UMAC的高精密机床开放式数控系统的开发 预览
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作者 黄振庭 刘建群 +1 位作者 程帅 高伟强 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第10期57-59,64共4页
针对自主研发的高精密五轴机床,开发了一套开放式数控系统。阐述了精密五轴机床的机械结构,搭建了基于工控PC和UMAC的开放式数控系统硬件平台。采用模块化设计方法,基于QT软件开发了数控系统的软件,实现了数控程序编辑、轴运动控制、工... 针对自主研发的高精密五轴机床,开发了一套开放式数控系统。阐述了精密五轴机床的机械结构,搭建了基于工控PC和UMAC的开放式数控系统硬件平台。采用模块化设计方法,基于QT软件开发了数控系统的软件,实现了数控程序编辑、轴运动控制、工艺参数设置、人机交互等功能,并详细说明了数控操作面板与手轮功能的实现过程。最后,通过菲涅尔透镜加工实验,验证了开发的数控系统能满足高精密五轴机床的加工要求。 展开更多
关键词 高精密机床 开放式数控系统 运动控制器
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基于机器视觉的机器人分拣系统设计 预览
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作者 廖家骥 刘建群 +1 位作者 高伟强 胡钊雄 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第4期25-27,31共4页
针对机器人分拣系统对工件摆放位置要求高的问题,研究开发了一套基于机器视觉的机器人分拣系统。阐述了该系统的组成和工作流程,搭建了基于机器视觉的机器人分拣系统实验平台,提出了一种适用范围广的快速手眼标定方法,采用机器视觉技术... 针对机器人分拣系统对工件摆放位置要求高的问题,研究开发了一套基于机器视觉的机器人分拣系统。阐述了该系统的组成和工作流程,搭建了基于机器视觉的机器人分拣系统实验平台,提出了一种适用范围广的快速手眼标定方法,采用机器视觉技术对摆放在相机视野范围内任意位置的工件进行定位并分类,通过TCP通信协议将定位分类信息发送给机器人,从而引导机器人对工件进行分拣。最后,进行了多次分拣实验,结果表明,该系统可对任意位置的工件进行分类,自动化程度高。 展开更多
关键词 工业机器人 机器视觉 工件分拣 手眼标定
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球面上微透镜阵列超精密慢伺服加工精度影响因素的研究 预览
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作者 孙豪 起建立 +2 位作者 林泽钦 王素娟 颜志涛 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期2516-2526,共11页
超精密慢伺服车削可加工出高精度的连续和非连续自由曲面,但是在微透镜阵列的加工过程中,不同位置的透镜加工精度也不同,个别子透镜的质量降低可能引起整个功能部件的失效。为了研究曲面上微透镜阵列超精密慢伺服加工精度的影响因素,本... 超精密慢伺服车削可加工出高精度的连续和非连续自由曲面,但是在微透镜阵列的加工过程中,不同位置的透镜加工精度也不同,个别子透镜的质量降低可能引起整个功能部件的失效。为了研究曲面上微透镜阵列超精密慢伺服加工精度的影响因素,本文采用实验的方法分析基面几何形状和子透镜位置对球面上微透镜阵列慢伺服车削加工精度的影响,通过在三种不同球径的基面上加工微透镜阵列,并使用Bruker GT-X白光干涉仪测量所加工的基面和微透镜阵列,分析了不同基面上不同位置的子镜表面粗糙度和形状精度的变化趋势。实验结果表明,同一基面上不同位置的子透镜,慢伺服车削加工表面微观形貌不同,表面粗糙度和形状精度也不同;基面的几何形状也会影响子镜的加工精度,当基面球径从50 mm增大至150 mm时,外圈子镜的表面粗糙度从75.78 nm(Ra)变小为69.08 nm(Ra)。在超精密慢伺服加工微透镜阵列过程中,必须考虑基面几何形状和子透镜位置两个因素对加工精度的影响,这将有助于提高微透镜阵列加工精度的一致性并保证微透镜阵列功能的有效性。 展开更多
关键词 微透镜阵列 慢刀伺服 表面粗糙度 形状精度
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基于虚拟仪器的宏微复合光栅尺测量系统 预览 被引量:1
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作者 李彦锋 杨志军 +3 位作者 孙晗 张炫山 熊少旺 李乾 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期166-173,共8页
为适应微电子制造装备中精密位移反馈装置的要求,提出并设计了一种新型宏微复合光栅尺测量系统.测量系统采用LabVIEW虚拟仪器系统高速采集图像数据,通过图像处理算法对放大后的光栅栅纹进行边界处理,将其细化为线再转化为像素点,并补偿... 为适应微电子制造装备中精密位移反馈装置的要求,提出并设计了一种新型宏微复合光栅尺测量系统.测量系统采用LabVIEW虚拟仪器系统高速采集图像数据,通过图像处理算法对放大后的光栅栅纹进行边界处理,将其细化为线再转化为像素点,并补偿运动过程中的微量位移来提高精度.实验结果表明:电机速度为1mm/s,行程为100mm内时,该系统产生的位移误差可控制在1.5μm内,分辨率可达0.275μm.与传统光栅尺测量中需对莫尔条纹进行电子细分相比,本测量系统可以有效消除光栅尺破损、污染、倾斜、光源不稳定等干扰给测量带来的影响,同时保持微米级别的测量精度,特别适用于敞开式光栅尺长行程的测量领域. 展开更多
关键词 精密测量 宏微复合 数字图像 光栅尺 莫尔条纹 虚拟仪器 位移测量
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直接示教机器人的位姿优化算法研究与实现 预览
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作者 凌冠耀 刘建群 高伟强 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第6期25-29,共5页
直接示教型机器人具有示教方便、操作简单等特点,在喷涂、弧焊、抛光等任务轨迹复杂的机器人加工领域具有较高的应用价值。但由于人手在直接示教时存在抖动,若直接采用示教轨迹点进行再现,机器人在运动过程中往往会产生振动,从而影响加... 直接示教型机器人具有示教方便、操作简单等特点,在喷涂、弧焊、抛光等任务轨迹复杂的机器人加工领域具有较高的应用价值。但由于人手在直接示教时存在抖动,若直接采用示教轨迹点进行再现,机器人在运动过程中往往会产生振动,从而影响加工质量,甚至缩短机器人的使用寿命。针对上述问题,提出了一种基于曲线拟合的机器人位姿优化算法,可对机器人的位姿轨迹进行平滑处理。首先对直接示教轨迹进行均匀重采样,分别利用B样条曲线和四元数曲线对采样点位置数据和姿态信息进行拟合,然后采用泰勒展开法对曲线进行插补,最后通过实验验证了该算法的有效性,并将该算法应用于自行研制的六关节直接示教喷涂机器人,实验结果表明有效减小了机器人再现时的振动。 展开更多
关键词 直接示教机器人 B样条曲线 四元数 曲线拟合
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智能建筑中分布式照明控制系统的设计与实现 预览 被引量:1
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作者 谭宝 刘建群 《自动化与仪表》 2017年第10期57-62,共6页
针对智能建筑中的照明子系统,该文设计了一套分布式管理控制系统。通过对室内进行建模,确定了房间灯具的安装数量以及光照度传感器的安装位置,实现最优的照明效果。采用IDEABOX3作为现场PLC控制器,在PLC程序设计上采用基于IEC 61499标... 针对智能建筑中的照明子系统,该文设计了一套分布式管理控制系统。通过对室内进行建模,确定了房间灯具的安装数量以及光照度传感器的安装位置,实现最优的照明效果。采用IDEABOX3作为现场PLC控制器,在PLC程序设计上采用基于IEC 61499标准的分布式构架,搭建了完整的分布式控制系统。上位机基于Web技术实现了操作友好的人机交互界面,并且能够通过Internet进行远程操作管理。该照明系统不仅提供了舒适安逸的工作环境,而且通过设置不同的情景模式和充分利用自然光进行自动调光,节约了能源。 展开更多
关键词 分布式控制系统 IEC 61499 智能建筑 照明
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智能楼宇中变频恒压供水控制系统的设计与实现 预览 被引量:2
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作者 谭宝 刘建群 《自动化与仪表》 2017年第7期45-48,59共5页
该文针对智能楼宇中的供水设计了一套变频恒压供水控制系统。通过分析几种供水方式的特点,选择了供水系统的方案组合。根据网管和水泵的运行特性曲线,阐明了供水系统的变频调速节能原理,证明了变频调速法比恒速阀门法节能;对比了驱控一... 该文针对智能楼宇中的供水设计了一套变频恒压供水控制系统。通过分析几种供水方式的特点,选择了供水系统的方案组合。根据网管和水泵的运行特性曲线,阐明了供水系统的变频调速节能原理,证明了变频调速法比恒速阀门法节能;对比了驱控一体控制器+永磁同步电机与PLC+变频器+三相异步电机供水系统的节能效果,实践表明前者更加节能。 展开更多
关键词 供水控制系统 变频恒压 智能楼宇 节能
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基于NIOS的绝对光栅编解码系统设计 预览
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作者 刘斌 陈新 +4 位作者 陈新度 杜雪 蔡念 吕元俊 王晗 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第3期112-114,119共4页
为了实现绝对光栅尺的快速解码,提高绝对光栅解码的实时性,建立了片上Nios绝对光栅编解码系统。首先,使用Verilog hdl语言编写了光栅编码采集的前端CCD和AD驱动。接着,将转换后的数据送到后端,以EP2C5T144C8为核心处理器的FPGA上的硬件... 为了实现绝对光栅尺的快速解码,提高绝对光栅解码的实时性,建立了片上Nios绝对光栅编解码系统。首先,使用Verilog hdl语言编写了光栅编码采集的前端CCD和AD驱动。接着,将转换后的数据送到后端,以EP2C5T144C8为核心处理器的FPGA上的硬件加速模块,获得光栅条纹编码信息。然后,利用sopc技术,在实现Avalon数据接口ip核的基础上,搭建绝对光栅编码采集和处理平台,最后,在NIOS II IDE软件开发环境中,编写生成伪随机码绝对位置查询数据库和解码程序。实验结果表明:此编解码系统,在解码速度为2000帧/s条件下,精度为7μm,基本解决面阵做采集帧速不够的问题,并有较好的实时性,有效地降低了开发成本,为绝对光栅的开发提供了一个新的途径。 展开更多
关键词 NIOS 驱动采集 绝对光栅尺 解码
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基于激光干涉仪的垂直轴宏微复合平台直线度测量及误差分析 被引量:2
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作者 赵荣丽 陈新 李克天 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2015年第3期139-142,共4页
设计了一个垂直轴宏微复合平台,宏动台采用交叉滚柱导轨,直线电机驱动,微动台采用柔性铰链导向机构,压电陶瓷驱动,对微动台固有频率进行了测试,其固有频率为351 Hz,响应速度快。然后基于激光干涉仪搭建了宏微复合平台直线度测量系统,获... 设计了一个垂直轴宏微复合平台,宏动台采用交叉滚柱导轨,直线电机驱动,微动台采用柔性铰链导向机构,压电陶瓷驱动,对微动台固有频率进行了测试,其固有频率为351 Hz,响应速度快。然后基于激光干涉仪搭建了宏微复合平台直线度测量系统,获得了-100 mm~100 mm的直线度误差值,分别用两端点连线法以及最小二乘法分析了实验数据,得到了平台导轨的直线度误差25.32μm。最后测试了微动台的低频动态位移输出,可达56.59μm,能满足宏动台直线度补偿要求,该研究为直线度误差补偿提供了依据。 展开更多
关键词 垂直轴宏微复合 直线度 激光干涉仪 误差 动态位移
PSD在超精密加工实验数据分析的应用 预览 被引量:3
12
作者 王素娟 陈新度 李克天 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第5期75-81,共7页
功率谱密度(power spectral density,PSD)用于描述随机过程的功率随频率的分布.在超精密加工实验中,功率谱方法不仅仅用于切削力信号分析,还可以用于超精密加工表面微观形貌分析;既可以反映出不同频率在表面形貌中所占的比重,还可揭... 功率谱密度(power spectral density,PSD)用于描述随机过程的功率随频率的分布.在超精密加工实验中,功率谱方法不仅仅用于切削力信号分析,还可以用于超精密加工表面微观形貌分析;既可以反映出不同频率在表面形貌中所占的比重,还可揭示切削参数、工件材料性能等对超精密加工表面生成的影响程度.该文使用PSD方法对超精密飞刀铣削在不同进给速度下加工不同工件材料的实验结果进行分析,结果表明,相比于表面粗糙度参数来说,PSD方法更有利于表现出工件材料对超精密加工表面的影响. 展开更多
关键词 功率谱密度 超精密加工 表面质量 切削力
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精密绝对光栅尺的编码采集系统研究 预览 被引量:3
13
作者 范朝龙 王晗 +1 位作者 刘强 陈新度 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第11期78-82,共5页
通过对绝对光栅尺图像编码及解码原理的研究,完成了基于FPGA对绝对光栅尺编码图像软硬件采集系统的设计。在FPGA中实现基于SDRAM的控制模块,设计了CMOS摄像头的I2 C控制模块,建立了VGA输出显示模块,新增了 CMOS摄像头开窗扫瞄模块... 通过对绝对光栅尺图像编码及解码原理的研究,完成了基于FPGA对绝对光栅尺编码图像软硬件采集系统的设计。在FPGA中实现基于SDRAM的控制模块,设计了CMOS摄像头的I2 C控制模块,建立了VGA输出显示模块,新增了 CMOS摄像头开窗扫瞄模块及灰度处理模块。整个模块的设计基于 Quartus II 9.0软件开发平台,使用 Verilog HDL 语言进行编程,在主控核心芯片EP2 C8 Q208 C8 N硬件平台上实现编码图像的采集,采集到的绝对编码数据传送给后端DSP解码得出绝对光栅尺的位移绝对位置。该系统实现了绝对位置的采码功能,同时保持了采码的可靠性,为绝对式光栅尺的开发研究提供了一条新的途径。 展开更多
关键词 绝对光栅尺 绝对编码 采集系统 精密
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基于遗传算法精密机床立柱的多目标优化 预览 被引量:2
14
作者 王英乾 刘强 +1 位作者 夏鸿建 龚俭龙 《机床与液压》 北大核心 2014年第21期157-160,177共5页
立柱是机床的核心部件之一,其动态特性是决定超精密机床加工精度的重要因素之一。以精密光纤微V沟磨床的立柱结构作为研究对象,通过仿真实验的方法给立柱的刀具磨削点上施加谐响应力,获得立柱在0~175 Hz下的动态响应参数。综合利用... 立柱是机床的核心部件之一,其动态特性是决定超精密机床加工精度的重要因素之一。以精密光纤微V沟磨床的立柱结构作为研究对象,通过仿真实验的方法给立柱的刀具磨削点上施加谐响应力,获得立柱在0~175 Hz下的动态响应参数。综合利用中心复合实验设计、响应曲面法、多目标遗传算法对立柱结构的最大谐响应振幅、立柱的质量及一阶固有频率为目标变量进行多目标优化,获得立柱设计变量的Pareto解。结果表明:经过多目标优化设计后,立柱质量没有增加的前提下,立柱的最大响应振幅大大降低,从而提高立柱的动态刚度和机床的加工精度。 展开更多
关键词 立柱 动态特性 超精密机床 谐响应分析 遗传算法 加工精度
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