针对丝杠进给系统热误差监测点多,且测点之间存在复共线性影响热误差建模精度的问题,提出了一种综合测点优化的方法。首先利用Pearson相关性分析筛选出相关性较高的点,其次利用灰色关联法求出各温度变量间的灰色关联度并由此建立模糊相似矩阵,再采用模糊聚类和F分布统计确定最优测点组合后,由偏相关性分析剔除弱相关变量并建立热误差线性回归模型。在某龙门加工中心进行实验验证,结果表明温度测点由12个减小到3个,丝杠热误差由13μm减小到10μm。

针对目前Mecanum轮设计的近似方法无法一次性确定辊子设计参数的问题,通过解析麦克纳姆轮棍子的工作原理,建立一种R-N辊子空间轨迹参数设计方法求解轮子的理论参数方程;并运用该方法实现直径为500mm的Mecanum轮模型设计。首先通过讨论辊子个数的设计对辊子设计参数的影响,在给定半径的轮子设计中得出辊子数为8个时辊子具有最大临界半径。然后通过传统椭圆弧近似建模方法与提出的方法建立两种模型,进一步提取出轮子包络线与理论圆周的误差值进行对比分析,实验验证表明Mecanum轮结构特征参数建模方法建模精度优于传统近似建模方法,500mm直径的实例模型建模精度达到0.055%,解决了Mecanum轮设计时辊子个数设置与辊子参数一次性确定的问题,有助于提高轮子的设计效率和可靠性。

对装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法进行了研究。使用ATOS Compact Scan 2M三维光学扫描系统扫描典型物料,并通过数据处理,获取了物料外表面轮廓。提出了一种多精度建模方法,在EDEM离散元软件中建立了不同精度的物料堆模型,通过和实验的对比,验证了模型的正确性。进行了水平插入阶段仿真,拟合出了不同建模精度情况下的铲装阻力曲线;以铲装阻力为参考,对不同精度物料堆情况的仿真误差进行了研究,并推测出真实情况下的结果,形成了一整套物料堆建模方法和仿真误差评价方法,为铲装过程仿真和后期优化提供了基础。