铣刀破损监测对实现加工自动化具有重要的意义。提出了基于小波变换的铣刀声发射破损特征提取与优化方法。首先,采用小波变换对铣刀声发射信号进行多分辨率分解,然后提取各频段子信号的能量比作为刀具破损监测的特征量。通过对正常切削、随机冲击和刀具破损这三类信号的比较分析,证明了该特征提取方法能够有效地反映刀具状态。最后,通过正交统计,分析了切削速度、进给速度和切削深度对特征量的影响,并对特征量进行优化。

智能制造中,实现CNC集成视觉检测的难点是实时性和准确性。面向复杂的曲轴类工件,提出了一种基于骨架特征的曲轴快速辨识方法;首先结合改进的FDMA算法和改进的不变矩算法,给出了曲轴图像骨架化以及曲轴骨架特征描述方法;然后采用支持向量机,实现曲轴种类辨识;最后,提出了CNC集成CCD快速辨识系统的方案及工作原理。实验验证结果表明基于骨架特征的辨识方法计算量小,辨识速度快,辨识精度高,适用于拓扑结构相差较大的工件辨识。

熔融沉积技术(Fused Deposition Molding,FDM)在3D打印领域应用广泛,其能耗特性尚不明确,因此进行了FDM3D打印机工艺参数对能耗的影响研究。通过设计响应曲面实验,采集了FDM3D打印机加工过程的能耗数据。利用实验数据生成响应曲面并作降维处理,分析各个工艺参数对能耗的变化趋势的影响,即随着热床温度的升高则能耗上升,随着打印速度、分层厚度的增大则能耗降低。获取较低的能耗需要尽可能地减少待机和加工时间,一方面要选择合适的热床温度和喷头温度,另一方面选择较大的打印速度和分层厚度。

在被测曲面表面形貌和轮廓未知的情况下,由于存在无法准确布置采样点、视点偏移等问题,三维扫描过程中会出现缺失区域,严重影响表面完整性和扫描质量。因此,提出了一种工业机器人＋三维扫描仪的解决方案,以工业机器人为运动平台,搭载三维扫描仪对曲面进行扫描操作。在获取快速扫描点云数据后,通过弦长离散法判断缺失区域并确定边界点,然后运用最小包容球对缺失区域进行包容计算,预估扫描缺失区域的范围和无效扫描区域的法线方向,并采用圆周等分法重新布置采样点,规划扫描路径,最后转化为工业机器人精扫描运动轨迹,补全缺失区域。

针对传统点胶系统无法适应产品尺寸误差、生产效率低下、自动化及智能化程度不高等问题,设计一种基于工件自动识别的视觉点胶系统。首先,提取输入图像的HOG特征,通过已训练好的基于one|versus|one(OVO)的支持向量机获取工件类别信息,实现图像分割阈值的自适应选择;其次,自适应选择预设阈值指导图像分割、边缘检测,得到初步点胶路径;然后,利用局部加权线性回归方法(LWLR)平滑初步点胶路径,降低因机械系统抖动而导致的系统损耗;最后,提取点胶路径关键控制点,减少路径插补计算量,在保证分割精度的情况下,进一步平滑路径,生成任意复杂点胶路径,执行点胶任务。大量实验结果表明,系统能准确识别工件类别,同时,在保证分割精度前提下,有效平滑点胶路径,满足点胶系统的通用性、实时性、高精度性需求,延长了系统使用周期。

在机器人抓取物体的过程中,机器人要调整自身的位姿,以适应物体位姿的变化。提出了一种基于高斯混合模型的适应性抓取方法,实现了机器人在较大工作区域中对物体的抓取。该方法采用高斯混合模型进行建模,构建物体的观测变量与机器人关节变量之间的映射关系。机器人抓取物体时,首先通过相机获取物体的观测变量,分别计算各个高斯分布下该观测变量的生成概率,选取后验概率最大的分布对应的高斯过程回归得到适应性的机器人关节角度。实验结果表明,采用高斯混合模型建模,比采用单一的高斯过程建模能够使机器人更好地实现适应性抓取。

复杂机械产品关键零件作为产品架构的核心,在产品研发、设计和制造过程中具有重要意义。但是,如何在数量巨大的零件集合中识别出关键零件在工程上非常困难。文章提出一种基于复杂网络的关键零件识别方法。首先,构建了产品零件关联关系加权复杂网络模型,然后提出使用改进的LocalRank算法识别网络中的关键节点,该算法具有计算复杂度低及计算效率高等优点,最后利用一种典型的传染病传播模型—SIR(Susceptible-Infective-Recovered)模型验证了识别结果的正确性。以齿轮箱产品为案例,运用所提方法识别其关键零件,最终结果说明了方法的有效性。为解决复杂机械产品关键零件识别难题,提供了有效的解决方法。

数控机床故障复杂且种类繁多,在研究了几千例的数控机床的故障案例后,提出了一套能够精准描述数控机床的故障知识并具备学习能力的诊断系统。在该系统中,定义了数控机床七层故障诊断知识结构,并且在这个知识结构基础上应用粗糙集算法对故障的现象的权重进行自动计算,再应用SimRank算法进行从故障现象到故障原因的诊断。通过典型案例与实验数据,已证明结合粗糙集的SimRank算法的合理性。

液压阀件系统是一个具有多几何要素影响——多系统特性的复杂系统,建立液压阀件系统特性预测模型,实现系统特性预测,将对降低液压阀件产品返修率、废品率具有重要意义。提出利用灰色系统理论的灰关联分析方法及径向基函数（RBF）神经网络实现液压阀件系统特性预测,通过SQLServer 2000、Visual C＋＋6.0与Matlab 7.0三者之间的无缝联接,开发液压阀件系统特性预测软件。在实际生产中,利用该软件实现在装配前预测液压阀件产品装配后特性,避免因液压阀件产品装配后不合格返修带来的反复装拆工作。试验结果表明,所开发的液压阀件系统特性预测软件能够很好地满足工程实践中液压阀件系统特性预测要求。

在分析现有基本回路的基础上，文中提出了一种两调速阀串联二工进速度换接的新回路，并对其来源、组成、原理、特点及其在动力滑台双泵供油二工进液压系统新回路中的应用进行了阐述。新回路具有各调速阀可独自调节与能量消耗较低等新特点。 新回路采用FX2N-32MR型PLC设计了其控制系统，得出了新回路及其控制系统的特点，展现了PLC在工业控制领域的广阔应用前景。