动态多维数字孪生模型的构建及应用研究

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作者 葛勇 赵光艺 《机械工程师》 2024年第8期123-126,共4页

数字孪生(Digital Twin)属于实现智能制造以及工业互联网的重要技术和模式。为推动数字孪生技术在相关领域和行业的进一步应用,文中对动态多维、多维时空域下智能制造过程及数据进行建模。结合某航空发动机装配制造案例对所提出的建模... 数字孪生(Digital Twin)属于实现智能制造以及工业互联网的重要技术和模式。为推动数字孪生技术在相关领域和行业的进一步应用,文中对动态多维、多维时空域下智能制造过程及数据进行建模。结合某航空发动机装配制造案例对所提出的建模方法进行验证,证明了该方法的有效性,可以有效地应用到智能制造领域中。 展开更多

关键词 数字孪生 智能制造空间 信息物理融合系统 多维融合 建模

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用于超精密抛光机床的Spline+GLS定位误差补偿模型 被引量：4

2

作者 潘海鸿 喻洪基 +2 位作者 陈旭红 陈琳 梁旭斌 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第5期156-159,163,共5页

针对三次样条插值定位误差补偿模型难达到超精密抛光机床大行程轴(1470 mm)的定位误差补偿精度要求问题,提出Spline+GLS定位误差补偿模型。首先,使用XL-80激光干涉仪测量超精密抛光机床直线电机轴的定位误差,建立三次样条插值定位误差... 针对三次样条插值定位误差补偿模型难达到超精密抛光机床大行程轴(1470 mm)的定位误差补偿精度要求问题,提出Spline+GLS定位误差补偿模型。首先,使用XL-80激光干涉仪测量超精密抛光机床直线电机轴的定位误差,建立三次样条插值定位误差补偿模型进行初补偿;然后,对补偿后的定位误差再次测量并建立最小二乘拟合定位误差补偿模型;最后,将两种定位误差补偿模型相连构成Spline+GLS定位误差补偿模型。在超精密抛光机床上进行补偿实验,结果表明,Spline+GLS定位误差补偿模型补偿后的最大定位偏差值较三次样条插值定位误差补偿模型下降约61.62%,且定位误差由86.12μm降低到0.5μm,满足超精密抛光机床的定位精度需求。 展开更多

关键词 超精密抛光机床 定位误差补偿 Spline插值 GLS拟合

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考虑法向接触力变化的机器人砂带磨削参数研究 被引量：2

3

作者 陈庚 向华 +1 位作者 叶寒 肖飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期803-811,820,共10页

叶片表面粗糙度与型面尺寸精度对航空发动机整体性能和使用寿命有重要影响,为了解决机器人砂带磨削的切入切出阶段及曲率变化较大部位的法向接触力变化对表面粗糙度和材料去除深度一致性的影响,设计正交中心组合试验并用宽度学习算法建... 叶片表面粗糙度与型面尺寸精度对航空发动机整体性能和使用寿命有重要影响,为了解决机器人砂带磨削的切入切出阶段及曲率变化较大部位的法向接触力变化对表面粗糙度和材料去除深度一致性的影响,设计正交中心组合试验并用宽度学习算法建立了磨削工艺参数与表面粗糙度和材料去除深度的预测模型,利用传感器测量的法向接触力与建立的预测模型,结合多重学习回溯搜索算法求解了自适应工艺参数,最后用得到的工艺参数进行了磨削试验,表面粗糙度和材料去除深度的试验值与模型预测值最大误差为14.2%和13.4%,表明所提方法可以保证表面粗糙度和材料去除深度的一致性良好。 展开更多

关键词 机器人 砂带磨削 法向接触力 工艺参数 自适应技术

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基于元动作理论的驱传系统数字孪生模型构建 被引量：2

4

作者 杨欣 樊振刚 +3 位作者 冉琰 张根保 王治超 陈一凡 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1795-1810,共16页

针对面向实际工程应用的数字孪生技术,探索了基于元动作理论的机电设备驱传系统数字孪生体模型框架的构建及其关键技术。阐述了从零部件到元动作理论的历史渊源,对元动作理论的相关概念及其引入数字孪生技术的原由进行了介绍,对比了其... 针对面向实际工程应用的数字孪生技术,探索了基于元动作理论的机电设备驱传系统数字孪生体模型框架的构建及其关键技术。阐述了从零部件到元动作理论的历史渊源,对元动作理论的相关概念及其引入数字孪生技术的原由进行了介绍,对比了其与传统方法的不同,在此基础上从元动作的优势和特点出发,以元动作理论为底层架构,将其引入驱传系统的数字孪生技术。提出驱传系统数字孪生体的内涵并详细定义了单元级、链级、系统级孪生体3个层次,搭建了基于元动作理论的驱传系统数字孪生体的五维框架。以某型号数控转台的驱传系统为例构建了实时监控数字孪生系统实例,给出了数字孪生技术的应用框架,验证了该数字孪生模型具有一定的实际意义与工程应用价值。 展开更多

关键词 数字孪生 元动作 驱传系统 单元 模型构建

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自由曲面慢刀伺服车削及刀具参数确定方法 被引量：4

5

作者 关朝亮 陈燕生 彭文强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期102-106,共5页

自由曲面光学元件具有优越的光学性能,在现代光学系统中得到越来越广泛的应用。慢刀伺服是单点金刚石车削自由曲面的新技术。由于自由曲面面形的复杂性以及慢刀伺服车削技术的特殊性,刀具与工件的相对位置关系也更加复杂,必须对刀具与... 自由曲面光学元件具有优越的光学性能,在现代光学系统中得到越来越广泛的应用。慢刀伺服是单点金刚石车削自由曲面的新技术。由于自由曲面面形的复杂性以及慢刀伺服车削技术的特殊性,刀具与工件的相对位置关系也更加复杂,必须对刀具与工件表面的相对几何关系深入研究,从而确定合适的刀具参数。从原理上对慢刀伺服车削技术的特殊性进行了分析。分别基于过轴心截面曲线特性和基于NURBS曲面整体特性研究了刀具参数确定方法。以正弦阵列表面工件为例,验证了这两种分析方法。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 慢刀伺服 自由曲面 刀具参数

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基于MHD的磁射流抛光中流场的分析与模拟 被引量：2

6

作者 施春燕 伍凡 +1 位作者 袁家虎 万勇建 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期736-738,741,共4页

从理论上分析了磁射流抛光中的磁场与流场的相互作用,构建了磁射流抛光的冲击射流模型,基于磁流体动力学对磁射流抛光过程的紊动冲击射流进行数值模拟,得到了磁射流抛光过程的连续流场和射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度分布。... 从理论上分析了磁射流抛光中的磁场与流场的相互作用,构建了磁射流抛光的冲击射流模型,基于磁流体动力学对磁射流抛光过程的紊动冲击射流进行数值模拟,得到了磁射流抛光过程的连续流场和射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度分布。通过比较射流抛光和磁射流抛光的数值计算结果,分析了磁流变效应对射流稳定性的影响,从射流的流场、速度、紊动强度等方面分析射流在磁场中稳定的原因。 展开更多

关键词 磁射流抛光 磁流体动力学(MHD) 流场

原文传递

纳米级精密定位工作台研究 被引量：3

7

作者 陆敏恂 刘俊杰 《中国工程机械学报》 2006年第4期423-427,共5页

为实现压印设备的精密加工,应尽可能地提高工作台的定位精度.通过合理选材,设计出具有六自由度的工作台,并分析工作台定位精度的影响因素,通过误差分析,得到能够满足纳米级定位精度的工作台结构参数.

关键词 压电陶瓷驱动器 柔性铰链 自由度

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基于“S”形试件的五轴机床几何误差建模研究 被引量：6

8

作者 黄克 关立文 +1 位作者 杨亮亮 王耀辉 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第2期189-193,197,共6页

运用多体系统理论和齐次坐标变换方法,以"S"形检测试件为对象,针对一种刀具双摆动五轴数控机床建立了运动学模型和几何误差模型。利用UG NX8.0进行了加工仿真和后置处理,将生成的数控代码代入所建立的运动学模型中,生成了理... 运用多体系统理论和齐次坐标变换方法,以"S"形检测试件为对象,针对一种刀具双摆动五轴数控机床建立了运动学模型和几何误差模型。利用UG NX8.0进行了加工仿真和后置处理,将生成的数控代码代入所建立的运动学模型中,生成了理想情况下刀具在"S"形试件坐标系中的扫描轨迹;在"S"形试件的直纹面上选取了75个点,将每个点的点位数据代入几何误差模型中,得到"S"形试件直纹面上轮廓误差大小分布情况,将所得结果与通过三坐标测量机测量得到的结果进行对比,验证了几何误差模型具有比较理想的预测性能。 展开更多

关键词 “S”形试件 五轴数控机床 几何误差建模 后置处理

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工件表面粗糙度预测实验系统的研制 被引量：3

9

作者 林岗 朱雅萍 毛伟 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2009年第8期48-51,共4页

使用模糊自适应BP算法建立影响表面粗糙度参数与工件表面粗糙度之间的关系模型,依据给定的数据样本对模型进行训练,将训练好的网络进行实际的表面粗糙度预测。采用VB和Matlab语言相结合的方法建立一种实验系统,实现了数据采集和神经网... 使用模糊自适应BP算法建立影响表面粗糙度参数与工件表面粗糙度之间的关系模型,依据给定的数据样本对模型进行训练,将训练好的网络进行实际的表面粗糙度预测。采用VB和Matlab语言相结合的方法建立一种实验系统,实现了数据采集和神经网络预测功能。实验结果表明,基于模糊自适应BP算法的工件表面粗糙度预测有一定的准确度。 展开更多

关键词 神经网络 模糊自适应 表面粗糙度 实验系统

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基于误差敏感度的纳米机床综合误差优化 被引量：2

10

作者 崔文锋 李蓓智 杨建国 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期253-257,共5页

如何确定各项几何误差对机床综合误差的影响程度,从而合理地优化机床零部件的几何精度是机床设计过程中面临的一个难题.以一台三轴纳米机床为例,运用多体系统理论方法构建机床几何误差传递模型,并在此基础上提出了正交试验的误差敏感度... 如何确定各项几何误差对机床综合误差的影响程度,从而合理地优化机床零部件的几何精度是机床设计过程中面临的一个难题.以一台三轴纳米机床为例,运用多体系统理论方法构建机床几何误差传递模型,并在此基础上提出了正交试验的误差敏感度分析方法,对纳米机床的几何误差进行了敏感度计算.以敏感度大小作为误差优化依据,制定了几何误差优化措施.计算和分析结果表明,对敏感度较大的几何误差进行优化,可以有效提高运动轴精度,从而为合理提高机床精度提供重要的理论依据. 展开更多

关键词 纳米机床 多体系统理论 误差建模 几何误差 敏感度分析 正交试验

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优化排样问题研究及其发展 被引量：6

11

作者 张立驰 李健 《制造业自动化》 北大核心 2010年第5期95-96,196,共3页

材料排样问题在制造业、服务业以及国家建设规划中具有广泛的应用,它决定了资源的优化利用效率。由于该问题为NP完全问题,从开始研究到现在,一直都受到人们的关注,涌现出多种求解的算法。本文在对问题进行阐述的基础上,对目前国内发展... 材料排样问题在制造业、服务业以及国家建设规划中具有广泛的应用,它决定了资源的优化利用效率。由于该问题为NP完全问题,从开始研究到现在,一直都受到人们的关注,涌现出多种求解的算法。本文在对问题进行阐述的基础上,对目前国内发展的现状进行了研究分析,以期为感兴趣的研究人员对该问题的发展有一个初步的了解。 展开更多

关键词 排样问题 资源优化 算法

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HSI颜色空间下的直线导轨表面缺陷检测方法 被引量：8

12

作者 周友行 马逐曦 +1 位作者 石弦韦 孔拓 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期2179-2184,共6页

为解决直线导轨表面微小缺陷受背景纹理影响、无法准确检测的问题,提出了一种HSI颜色空间下的直线导轨表面缺陷视觉检测方法。将直线导轨表面图像由RGB空间转换到HSI空间,得到色调、饱和度和亮度的分量图;采用主成分分析法对各分量图像... 为解决直线导轨表面微小缺陷受背景纹理影响、无法准确检测的问题,提出了一种HSI颜色空间下的直线导轨表面缺陷视觉检测方法。将直线导轨表面图像由RGB空间转换到HSI空间,得到色调、饱和度和亮度的分量图;采用主成分分析法对各分量图像进行降维,建立混合灰度模型;利用粒子群算法优化其相应的加权系数;通过阈值分割完成缺陷检测。实验及计算结果表明,相比RGB空间的缺陷提取,该方法能准确检测出常见的直线导轨表面四种类型缺陷。 展开更多

关键词 直线导轨 缺陷检测 HSI颜色空间 主成分分析 粒子群优化算法

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工件表面缺陷图像检测中的自适应聚类 被引量：7

13

作者 周友行 马逐曦 +1 位作者 石弦韦 刘汉江 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期327-335,共9页

目的针对工件表面形态复杂、干涉交叠缺陷难以实现自动分离、分类图像检测的情况,提出一种工件表面交叠缺陷自适应图像聚类方法。方法首先提取工件表面缺陷二值图像,采用混合概率主成分分析器估计缺陷位置各像素点局部切空间信息,并改... 目的针对工件表面形态复杂、干涉交叠缺陷难以实现自动分离、分类图像检测的情况,提出一种工件表面交叠缺陷自适应图像聚类方法。方法首先提取工件表面缺陷二值图像,采用混合概率主成分分析器估计缺陷位置各像素点局部切空间信息,并改进局部切空间之间的相似性矩阵;然后通过改进局部密度峰值自适应方法,基于相似性矩阵确定聚类中心点和数目;最后通过谱多流形聚类,将各分析器所包含的像素点分配至不同缺陷流形结构中,实现多个交叠缺陷分离、检测。结果首先通过比较计算与实际测量的长度、宽度来验证该方法对相互交叠结构缺陷良好、准确的分离效果,平均相对误差分别为0.957%和0.650%。其次为了体现该方法对于分离工件表面相互交叠缺陷的有效性及优越性,使用k-means聚类、谱聚类与该方法进行对比实验,证明了该方法良好的聚类效果。最后对所设计方法的稳定性进行测试,统计检测结果的平均ME值均在6%以下,正确聚类数目率高达99%~100%。结论该方法能够较为准确地自动识别工件表面图像中存在相互干涉的不同缺陷,并进行分离。 展开更多

关键词 工件表面质量 缺陷检测 自适应 流形聚类

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高精度内圆磨床的数控改造及安全问题的研究 被引量：1

14

作者 李勇波 杨代华 +1 位作者 何王勇 吴涛 《机床与液压》 北大核心 2004年第1期149-150,共2页

为满足高精度喷油嘴中孔座面的加工要求 ,我们对瑞典VOUMARD公司生产的液压控制磨床进行了全自动数控改造 ,使其具有很高的控制精度 ,大幅提高加工效率和质量。

关键词 数控 高精度 安全

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改进的蜂群算法评定空间直线度误差 被引量：3

15

作者 辛帅 李研 《电子设计工程》 2011年第13期64-66,共3页

建立了直线度误差的最小区域评定模型,提出了一种改进的蜂群算法并将其应用到直线度误差评定中。阐述了基本蜂群算法的原理,给出了评定直线度的目标函数,利用混沌序列的全局遍历性,混沌初始化蜜源位置,以期提高蜂群算法的鲁棒性。比较... 建立了直线度误差的最小区域评定模型,提出了一种改进的蜂群算法并将其应用到直线度误差评定中。阐述了基本蜂群算法的原理,给出了评定直线度的目标函数,利用混沌序列的全局遍历性,混沌初始化蜜源位置,以期提高蜂群算法的鲁棒性。比较改进蜂群算法与两种典型群智能算法的实例计算结果,证明该算法评定球度误差时不仅收敛速度快、评价精度高,而且鲁棒性高,适用于形位误差的优化评定。 展开更多

关键词 蜂群算法 混沌序列 直线度 最小区域法

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基于SDP图像特征和ANNC的液压泵故障诊断 被引量：2

16

作者 刘坚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1303-1308,共6页

针对液压泵故障诊断中特征提取和模式识别等关键环节,提出了基于SDP图像特征和ANNC的液压泵故障诊断方法。该方法首先通过SDP方法对液压泵振动信号进行变换,得到不同故障状态下的极坐标雪花图;然后从图像处理的角度,提取出反映雪花花瓣... 针对液压泵故障诊断中特征提取和模式识别等关键环节,提出了基于SDP图像特征和ANNC的液压泵故障诊断方法。该方法首先通过SDP方法对液压泵振动信号进行变换,得到不同故障状态下的极坐标雪花图;然后从图像处理的角度,提取出反映雪花花瓣不同的形状特征并组成故障特征向量;最后通过ANNC对故障特征向量进行分类识别,判断液压泵的故障状态。液压泵故障诊断实例表明,SDP图像特征可以对故障进行表征,ANNC则进一步提升了识别准确率,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 SDP 图像特征 ANNC 液压泵 故障诊断

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脉冲星极弱信号和噪声分析与处理方法的研究 被引量：1

17

作者 倪广仁 姬红兵 +1 位作者 杨万海 杨廷高 《数据采集与处理》 CSCD 2001年第z1期7-10,共4页

脉冲星辐射脉冲到达时间(TOA)的信号极弱,淹没在极强的背景噪声之中,对它检测十分困难.毫秒脉冲星自转周期极其稳定,可以用来监测原子钟的长期稳定度.这一问题的研究不仅对于现代时间计量学,而且对于天文学、脉冲星物理学、引力波效应... 脉冲星辐射脉冲到达时间(TOA)的信号极弱,淹没在极强的背景噪声之中,对它检测十分困难.毫秒脉冲星自转周期极其稳定,可以用来监测原子钟的长期稳定度.这一问题的研究不仅对于现代时间计量学,而且对于天文学、脉冲星物理学、引力波效应及深空空间电波传播特性、电子学等交叉学科的研究有重要理论意义.本文介绍了脉冲星极弱信号观测研究的结果和进展,论述了我国开展此方面研究的理由和内容,并对利用现代信号和噪声理论分析脉冲星TOA极弱信号的特性和处理方法的路线进行思考.其研究方法、检测技术具有推广应用价值. 展开更多

关键词 噪声分析 信号处理 天文电子学

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机床热误差非线性组合预测模型研究 被引量：2

18

作者 屈力刚 刘洪侠 +1 位作者 邢宇飞 李铭 《机床与液压》 北大核心 2021年第1期42-46,68,共6页

在精密及超精密加工过程中,数控机床热误差是影响加工精度的一项重要误差源,最经济和有效地减少热误差的方法是热误差补偿技术。针对热误差补偿预测模型的预测精度问题,提出一种非线性组合预测模型。该预测模型利用灰色关联度方法对单... 在精密及超精密加工过程中,数控机床热误差是影响加工精度的一项重要误差源,最经济和有效地减少热误差的方法是热误差补偿技术。针对热误差补偿预测模型的预测精度问题,提出一种非线性组合预测模型。该预测模型利用灰色关联度方法对单项预测模型进行筛选,对筛选出的单项预测模型基于不同优化准则进行线性组合,通过广义回归神经网络对该线性组合模型进行非线性组合,得到非线性组合预测模型。误差预测结果表明:对比典型的BP神经网络预测模型,非线性组合预测模型的预测精度更高,最大误差由4.78μm减小到0.7μm。 展开更多

关键词 热误差补偿 非线性组合预测模型 广义回归神经网络 灰色关联度

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基于遗传RBF神经网络的高速电主轴热误差建模 被引量：14

19

作者 张捷 李岳 +1 位作者 王书亭 苟卫东 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期73-77,共5页

针对高速电主轴热误差建模,对HMC80加工中心电主轴单元进行了热误差测量实验,综合利用模糊聚类法和灰色关联度分析法对测温点进行优化,使测温点数量从8个减少到3个,该方法同时考虑了温度变量之间的复共线性和测温点温度与热误差之间的... 针对高速电主轴热误差建模,对HMC80加工中心电主轴单元进行了热误差测量实验,综合利用模糊聚类法和灰色关联度分析法对测温点进行优化,使测温点数量从8个减少到3个,该方法同时考虑了温度变量之间的复共线性和测温点温度与热误差之间的相关性.以优化后的温度变量为输入,热误差为输出,建立基于遗传算法径向基函数（RBF）神经网络预测模型,并与其他方法进行比较.分析结果表明：相比于传统RBF神经网络法和多元线性回归法,遗传RBF神经网络建立的热误差预测模型精度更高、鲁棒性更强. 展开更多

关键词 高速电主轴 热误差建模 模糊聚类 灰色关联度 遗传RBF神经网络

原文传递

浅析八头钻自动提刀功能

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作者 童双双 胡坤 万杰 《装备制造与教育》 2019年第2期22-24,共3页

公司的八头钻为德国海因里希乔格公司(Henrich Georg GMBH Maschinenfabrik)设计制造的钻孔专用设备。该设备的主要特点是:八个钻头高速同步加工,大大提高了加工效率。机床在高速运转的同时,相应的保护也是做得相当到位。例如,主轴或者... 公司的八头钻为德国海因里希乔格公司(Henrich Georg GMBH Maschinenfabrik)设计制造的钻孔专用设备。该设备的主要特点是:八个钻头高速同步加工,大大提高了加工效率。机床在高速运转的同时,相应的保护也是做得相当到位。例如,主轴或者Z轴在检测到超负荷时,会自动将八个钻头同时提起到安全位置,从而保证了加工对象的精度要求。那么,该功能在机床内部是如何实现的呢?本文将对此功能的实现过程做一个简单的分析。 展开更多

关键词 乔格 八头钻 负载 自动提刀

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