【摘 要】
：
平行磨削利用砂轮球形截面包络加工,有助于提高工件面形精度和砂轮寿命,是自由曲面超精密磨削的有效方法。考虑到加工过程砂轮磨损直接引起加工误差,必须进行砂轮轮廓在位测量与修整。然而,在位测量普遍存在效率与精度难以兼顾的问题。为此,本文分别研究了视觉测量系统与激光对刀仪测量系统,开发了砂轮在位粗精两级协调测量系统。论文主要研究内容如下:（1）面向砂轮状态辨识和砂轮尺寸测量效率与精度兼顾的需求,设计了由视
【基金项目】
：
国家重点研发计划,高刚度超精密静压轴承关键技术,项目编号:2020YFB2007600； 国防基础科研某科学挑战专题,难加工金属材料复杂曲面零件极端制造基础研究方向,项目编号:TZ2018006；
论文部分内容阅读
平行磨削利用砂轮球形截面包络加工,有助于提高工件面形精度和砂轮寿命,是自由曲面超精密磨削的有效方法。考虑到加工过程砂轮磨损直接引起加工误差,必须进行砂轮轮廓在位测量与修整。然而,在位测量普遍存在效率与精度难以兼顾的问题。为此,本文分别研究了视觉测量系统与激光对刀仪测量系统,开发了砂轮在位粗精两级协调测量系统。论文主要研究内容如下:（1）面向砂轮状态辨识和砂轮尺寸测量效率与精度兼顾的需求,设计了由视觉粗测子系统与激光对刀仪精测子系统组成的砂轮在位测量系统;阐述了视觉粗测及激光对刀仪精测子系统方案;搭建了相应机械结构;规划了砂轮在位测量及修整流程。（2）针对砂轮状态辨识及砂轮尺寸测量效率的问题,设计了视觉测量系统方案;提出了面向空间轮廓测量的相机标定方法;构建了以基于阈值分割和中心法的边缘检测算法为核心的视觉测量算法;以实验验证了视觉测量系统测量精度优于0.05mm;完成了视觉粗测系统的开发与集成。（3）针对砂轮尺寸测量精度的问题,设计了激光对刀仪测量系统方案;分析了激光对刀仪安装误差对测量精度的影响;推导了误差计算公式;构建了安装误差检验及消除方法;开展了精度验证实验。实验结果显示激光对刀仪测量系统单点测量精度可达1.6μm,完成了激光对刀仪精测系统的开发。（4）开展了正常、磨损两种砂轮状态的在位测量实验,实现了砂轮状态辨识以及砂轮尺寸粗、精两级精准测量,验证了本文砂轮在位测量系统的有效性,为目标工件超精密磨削误差降低提供了方法与技术支撑。
其他文献
微光学陀螺的核心元件谐振腔属于异型、非均匀、精度要求较高的大面阵密集微纳结构元件,其加工、检测难度较大,关于微光学陀螺的核心元件的加工仍是国际超精密加工、微纳加工领域重要的研究内容之一。本文旨在研究利用等离子体刻蚀工艺进行其核心结构——大面阵螺线微沟槽结构的加工。首先,分析了刻蚀设备的工作原理,并基于容性放电下的非均匀放电模型就刻蚀工艺参数对部分等离子体参数的影响进行了分析。结合等离子体放电阐述了
增材制造技术能加工形状复杂的制件,在生物医学和航空航天工业中具有巨大的应用潜力。但增材制造制件的表面光洁度差、孔隙率高,还具有大的残余拉应力,与传统的铸造或锻造制件相比,力学性能较差。超声纳米晶表面改性可以提高试样的表面完整性、降低表面孔隙率并在试样表面形成加工硬化层和残余压应力层,从而显著提高增材制造GH4169试样的力学性能。但该技术是基于塑性变形的表面强化技术,在处理GH4169这一类难加工
液冷散热器在航空航天、电子工业、建筑暖通等领域均有广泛的应用。本文针对液冷散热器的流道设计问题,改进了基于参数化水平集的拓扑优化方法,并将其用于流道设计,使散热器的散热、流阻性能达到最优,突破了传统经验设计的性能瓶颈。首先,针对参数化水平集拓扑优化方法的工程适用性和计算效率问题,提出了两种改进措施。对于非规则网格的适配问题,提出了一种具有自适应支撑半径的紧支撑径向基函数构造形式,使得参数化水平集方
战场与灾难搜救作为军队卫勤保障工作长期以来的重难点问题,其成功率集中反映出国家搜救体制建设与医疗救援能力的水平。人机联合搜救的深入研究和广泛应用,是战场与灾难救援全面提升的体现。本文构建人机协同搜救系统,并实现任务规划、操控等关键技术,以提高搜救效率和伤员救治率。本文基于已研制出的履带式、轮式、六足式三种异构移动机器人,综合考虑战场与灾难环境搜救任务特点、搜救人员和机器人能力范围,设计了一种多人-
热舒适和建筑能耗一直是智能建筑领域所关注的两大方向。由于个体热舒适的差异,共享空间中的热舒适优化更具挑战性。为了在实现热舒适和能耗优化的同时,解决不同用户间热需求的冲突,本文研究了共享空间热舒适的优化,提出了数据驱动的热舒适和能耗优化控制策略、基于差分进化算法的工位指派策略及针对共享空间内用户热舒适的集成优化方法。针对热舒适和能耗优化控制问题,提出了基于深度强化学习算法的控制策略。首先空调控制问题
轻质多孔材料相较于传统材料,以其优异的力学性能,成为材料设计领域的研究热点之一。一方面,均匀化理论构建了材料微结构等效性能与材料分布之间的关系;另一方面,拓扑优化的迅速发展成为求解材料最优分布的常用方法,两者为设计特殊性能的新型材料提供可能。功能梯度材料作为多孔材料的一种,其独特的结构形式与材料分布特点使其在结构整体性能上有着优异表现。然而,功能梯度材料设计中面临着梯度微结构间连接性不好、梯度设计
车间调度是智能制造的关键技术之一,有效的调度技术对于制造业提高效率、降低成本具有重要意义。作业车间调度问题是一类广泛存在的经典车间调度问题,具有较高的研究意义和应用价值。传统的调度规则难以应对复杂多变的车间环境。近年来,深度强化学习技术成为人工智能领域的研究重点,众多学者尝试使用深度强化学习自主探索车间环境,根据环境变化动态选择调度规则。论文改进了深度强化学习算法,将其用于加权调度规则的自主抉择,
移动机器人具有运动灵活、易配置等优势,在智能制造中得到了日益广泛的应用。环境重构与机器人寻位是移动操作机器人应用的核心问题。本文针对上述问题展开,提出了基于全局激光传感定位与局部视觉定位相结合的移动机器人定位方法,并对机器人寻位的伺服控制策略进行了设计与实现。论文主要内容如下:针对移动机器人的全局地图构建问题,论文提出了基于特征匹配的改进激光SLAM（Simultaneous Localizati
正电子发射计算机断层成像（Positron Emission Tomography,PET）是医学影像领域的一种先进的分子影像技术,可对肿瘤、阿尔兹海默症、心脑血管疾病、帕金森综合征等进行早期诊断。随着疾病研究的深入,现代生物医学越来越关注小动物活体实验,如何提高小动物PET系统的分辨率成为了当今医学影像领域的研究热点。本文基于高光输出性能的闪烁晶体阵列、高灵敏的硅光电倍增管以及多通道高精度能量读
现代工业装备朝向智能化精密化发展,其关键零部件的安全性和可靠性变得日益重要,及时高效的故障诊断变得尤为关键。然而现有的深度学习故障诊断模型变得庞大臃肿,包含大量冗余结构,在工业应用中难以落地。本文针对上述问题提出了一种新的多尺度特征融合网络,并提出了改进的结构剪枝算法和知识蒸馏算法进一步实现网络的压缩和加速,将所提出模型和算法应用于工业装备的关键零部件故障诊断中,实验结果验证了算法的有效性。本文主