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本發(fā)明多源約束類復(fù)雜曲面零件精密加工預(yù)處理方法屬于復(fù)雜曲面零件精密加工領(lǐng)域，特別涉及多源約束類復(fù)雜曲面零件精密加工預(yù)處理方法。本發(fā)明對(duì)復(fù)雜曲面零件進(jìn)行約束源分析，先確定零件類型，根據(jù)目標(biāo)曲面最終面形的約束源類型，分析約束間的耦合作用機(jī)理，建立約束源之間的耦合關(guān)聯(lián)模型，以滿足性能指標(biāo)為目標(biāo)，找出對(duì)目標(biāo)曲面的面形起決定作用的以性能指標(biāo)為驅(qū)動(dòng)的性能相伴曲面，確定通過調(diào)整幾何約束以滿足性能要求的修磨補(bǔ)償方法，求得目標(biāo)曲面各點(diǎn)區(qū)域的加工余量分布，最終確定滿足性能指標(biāo)的目標(biāo)曲面精確面形。本發(fā)明提高了該類復(fù)雜曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同時(shí)滿足幾何要求和性能要求。

針對(duì)大型復(fù)雜曲面工件的噴砂/噴涂工藝算法研發(fā)和軟件開發(fā)，采用去示教+在線編程方式，通過前端智能傳感裝置（主要是低成本激光或立體視覺系統(tǒng)）獲取工件數(shù)模，然后后端采用自動(dòng)編程方式優(yōu)化生成最優(yōu)的噴涂工作路徑，以適合目前噴砂/噴涂工藝所面對(duì)的小批量、多品種、非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，提高機(jī)器人噴涂/噴砂系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化編程水平。具體技術(shù)指標(biāo)： (1) 研發(fā)實(shí)現(xiàn)了一種基于激光或立體視覺掃描的噴涂/噴砂工件快速建模方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜噴涂/噴砂工件表面的在線感知和高精度建模（表面建模精度0.1mm以內(nèi)），以引導(dǎo)自動(dòng)編程； (2) 針對(duì)大面積、大曲率、多孔洞等復(fù)雜工件曲面，研究實(shí)現(xiàn)了一種表面分割分層處理的自動(dòng)化噴涂/噴砂軌跡生成方法，無需進(jìn)行人工示教，可根據(jù)噴槍模型和曲面數(shù)模自動(dòng)生成表面優(yōu)化作業(yè)軌跡，且涂層加工精度在正負(fù)10%以內(nèi)，表面覆蓋率在90%以上； (3) 研發(fā)了一套面向復(fù)雜噴涂/噴砂作業(yè)的多機(jī)器人在線智能編程系統(tǒng)軟件，并進(jìn)行了初步應(yīng)用驗(yàn)證，且可對(duì)覆蓋率、作業(yè)時(shí)間等噴涂性能進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，從而為產(chǎn)業(yè)化提供了工程基礎(chǔ)。

本發(fā)明公開了一種基于區(qū)域分割和曲面擬合的室內(nèi)定位方法， 包括：在給定目標(biāo)區(qū)域中設(shè)置 M 個(gè)信號(hào)源和 N 個(gè)參考點(diǎn)，保證每個(gè)參 考點(diǎn)能夠接受來自至少一個(gè)信號(hào)源的信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄每個(gè)參考點(diǎn) 的二維坐標(biāo)信息，對(duì)于每個(gè)參考點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度采樣，然后對(duì)樣本取 均值，得到第 i 個(gè)參考點(diǎn)的指紋，將給定目標(biāo)區(qū)域劃分為 K 個(gè)區(qū)域， 并根據(jù)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的參考點(diǎn)的指紋，建立相應(yīng)的區(qū)域指紋，并存到指 紋數(shù)據(jù)庫，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，針對(duì)每一個(gè)信號(hào)源，利用該區(qū)域內(nèi)參考點(diǎn) 的指紋，建立一個(gè)曲面擬合函數(shù)來表示該信號(hào)源在該區(qū)域內(nèi)的信號(hào)強(qiáng) 度分布。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有指紋定位技術(shù)中，定位性能受參考點(diǎn)粒 度的制約，定位結(jié)果只能從有限個(gè)參考點(diǎn)中提取，導(dǎo)致定位精度有限 的問題。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 針對(duì)制約我國機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加381 工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、 增壓器葉輪等為研究對(duì)象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn) 云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù) 水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。 技術(shù)指標(biāo) (1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測(cè)量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量技術(shù)、BP 人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智 能測(cè)量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算 效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù) 尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對(duì)多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評(píng)判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問題的多分辨光順精度 控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì) 分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對(duì)評(píng)判結(jié)果的影響。 (4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對(duì) CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起 的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、 無干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。 效益分析 項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測(cè)量精度提高了 1 個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量效率提高了 3 倍以 上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達(dá)μm 級(jí)。項(xiàng)目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機(jī)股份有限公司和無 錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件 著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應(yīng)用情況 本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平 和核心競(jìng)爭(zhēng)力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了 產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣382 有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)效益。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 針對(duì)制約我國機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加381 工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、 增壓器葉輪等為研究對(duì)象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn) 云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù) 水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。 技術(shù)指標(biāo) (1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測(cè)量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量技術(shù)、BP 人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智 能測(cè)量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算 效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù) 尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對(duì)多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評(píng)判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問題的多分辨光順精度 控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì) 分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對(duì)評(píng)判結(jié)果的影響。 (4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對(duì) CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起 的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、 無干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。 效益分析 項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測(cè)量精度提高了 1 個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量效率提高了 3 倍以 上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達(dá)μm 級(jí)。項(xiàng)目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機(jī)股份有限公司和無 錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件 著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應(yīng)用情況 本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平 和核心競(jìng)爭(zhēng)力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了 產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣 有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)效益。

本發(fā)明提供了一種基于曲面全反射鏡的管道激光清洗裝置，包 括中心均位于同一條直線上的激光器、透鏡系統(tǒng)、曲面全反射鏡和電 機(jī)；激光器與透鏡系統(tǒng)相隔一定距離，使得激光器出射的激光被透鏡 系統(tǒng)準(zhǔn)直，經(jīng)透鏡系統(tǒng)準(zhǔn)直的光變?yōu)閳A環(huán)狀平行光，并平行入射到曲 面全反射鏡上；曲面反射鏡與電機(jī)的絲桿相連，使其當(dāng)絲桿順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)時(shí)，曲面全反射鏡沿第一方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)絲桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲面全 反射鏡沿第二方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過光學(xué)整形系統(tǒng)和使用拋物

本發(fā)明公開了一種針對(duì)復(fù)雜曲線構(gòu)件的激光焊接實(shí)時(shí)在線監(jiān)控 系統(tǒng)。該在線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺(tái)包括激光焊接頭、機(jī)器人、影像采 集設(shè)備、圖像處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、反饋調(diào)節(jié)單元、機(jī)器人控制 單元。該系統(tǒng)的目的是通過實(shí)時(shí)拍攝焊接頭與工件的相對(duì)形位，將實(shí) 際形位與規(guī)劃行位比對(duì)，計(jì)算回歸規(guī)劃路徑所需的補(bǔ)償矢量，繼而將 該矢量加載于機(jī)器人上以調(diào)節(jié)機(jī)器人按照預(yù)定軌跡進(jìn)行焊接。

本發(fā)明公開了一種具有曲面聚焦陣列的高頻超聲換能器及其制 備方法，所述高頻超聲換能器包括曲面襯底，所述曲面襯底的上表面 為弧度 60°～180°的環(huán)形，所述曲面襯底的上表面的全部或部分區(qū) 域覆蓋有曲面聚焦陣列，所述曲面聚焦陣列的底部為高度 4μm～20 μm 的底電極，所述底電極之上設(shè)置有 16 個(gè)～256 個(gè)平行設(shè)置的弧形 陣元，所述弧形陣元的底部為高度 7μm～100μm 的鈮鎂酸鉛鈦酸鉛 厚膜，頂部為高度 100

本發(fā)明公開了一種用于測(cè)量機(jī)床加工時(shí)工件表面以下不同深度 的溫度值的方法，包括以下步驟：1)沿經(jīng)過工件軸線的平面或沿與其 軸線垂直的平面將工件剖成兩個(gè)待加工體并對(duì)剖面拋光；2)在剖面上 劃分出多個(gè)條形區(qū)域，在每個(gè)條形區(qū)域內(nèi)鍍上一種熔點(diǎn)已知的薄膜， 同一剖面上每個(gè)條形區(qū)域內(nèi)的薄膜的材料不同；3)將兩個(gè)待加工件連 接緊固；4)設(shè)定切削參數(shù)，進(jìn)行機(jī)械加工，使回轉(zhuǎn)加工體兩剖面上薄 膜的一部分熔化，薄膜的熔化部分與不熔化部分形成分界線；5)測(cè)量 每種材料形成的薄膜上的分界線所在的深度，繪制溫度-深度曲線圖。 本

本發(fā)明公開了一種自由曲面微細(xì)銑削讓刀誤差預(yù)測(cè)及補(bǔ)償方法。 考慮到自由曲面微細(xì)銑削加工刀具變形量較小，提出理想刀位點(diǎn)與真 實(shí)刀位點(diǎn)所屬小區(qū)域內(nèi)法矢近似統(tǒng)一的假設(shè)，考慮加工過程中微徑球 頭刀變形對(duì)切削力的反饋影響，采用迭代算法求解切削平衡狀態(tài)的讓 刀誤差，以此作為讓刀誤差的預(yù)測(cè)值，預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。此外，還通 過迭代計(jì)算讓刀誤差總補(bǔ)償量，且直接對(duì)讓刀誤差本身進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ) 償量最小，補(bǔ)償方向明確，物理意義清晰，加工精度高。