针对目前整体叶轮人力手工研磨过程中研磨品质差、出产周期长、工人健康危害大等问题,开发了一套基于六自由度库卡工业机器人的自动研磨控制系统。机器人末端夹持气动磨机贴合整体叶轮表面,利用六维力传感器反馈受力情况,结合在线恒力控制算法搭建复杂曲面机器人研磨恒力控制系统。根据机器人运动学理论,对机器人研磨过程中末端加工工具重力干扰进行补偿;建立机器人力/位置混合柔顺控制策略,采用传统PID控制策略进行基础力控制,采用模糊自适应PID控制策略进行优化力控制实现机器人自动研磨。对整体叶轮进行研磨实验,结果表明模糊自适应PID控制算法可以有效的实现机器人的柔顺控制,保持研磨过程接触力在有效范围内。

研究了聚羧酸系减水剂(PC)和萘系减水剂(FDN)单掺及复掺对混凝土坍落度和蒸养强度的影响。结果表明,PC和FDN单掺时,随掺量增大,混凝土拌合物流动性增大,但对强度而言,存在最佳掺量,此时蒸养强度及蒸养后再标养28d强度达到最大。而PC和FDN复掺时,与单掺PC相比,混凝土拌合物流动性降低,在最佳掺量时,蒸养强度和蒸养后再标养28d强度所达到的最大值也降低。

研究了高效减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂和缓凝剂对混凝土蒸养强度的影响。实验结果表明,相同水灰比下,萘系高效减水剂对混凝土蒸养强度的提高效果优于聚羧酸高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂;掺入适量早强剂或膨胀剂均有利于提高混凝土蒸养强度;掺入缓凝剂和引气剂对混凝土蒸养强度不利。

为提高3D打印技术填充过程中填充路径对填充轮廓几何特征的适应性,提出一种基于SVM的多边形轮廓分类方法。分析与填充轮廓相关的可测变量多边形的圆度、面积/周长比、锐角占比;利用机器学习方法建立SVM模型,对多边形类型进行分类预测。该方法可以避免逐一分析复杂的几何学参数,并且可高效、准确地对待填充轮廓进行自适应路径选择。结果表明:利用该方法可以取得良好的分类效果,模型预测精度达到90%以上,基本满足实际加工要求。

为解决数控机床钢环套装圆形工件定位精度问题,对圆形工件测量定位进行研究,从而保证套装精度。采用计算机仿真软件分析并确定圆形工件内部有效测量点分布位置,建立几何模型,选取测量方式。通过实验对仿真结果以及几何模型进行验证,利用数字测量探头配合数控系统计算工件圆心坐标。与理论圆心坐标相比,测量圆心坐标误差小于0.2 mm,满足测量位置定位标准和套装要求,所建模型具有较好的稳定性。圆形工件智能测心定位的研究,为特殊环境下工件的定位提供了参考。

为了实现航空发动机用喉道调节片热障陶瓷涂层定量均匀去除加工,进行了基于力控制的机器人磨抛加工研究。进行了重力补偿算法分析,消除了磨抛加工过程中磨抛工具重力对磨抛力的影响;提出了一种磨抛力模糊PID控制算法,利用MATLAB软件对力控模型进行了仿真分析,并进行了实际的磨抛定量去除加工实验。结果表明重力补偿可以消除磨抛工具重力对磨抛力感知的影响,精确得到了磨抛力的测量;采用模糊PID控制算法能够良好地满足了加工过程中对磨抛力的控制要求,实现了机器人自动磨抛定量均匀去除加工。

机器人的手眼关系是建立机器人与视觉传感器之间联系的桥梁,手眼标定问题是工业机器人自动化程度的重要衡量标准之一。为了能让固定在6-DOF机器人末端3D扫描仪完成复杂工件的扫描工作,对工业机器人与3D激光扫描仪进行标定,提出高效易操作的＂246＂标定方法,标定过程利用标定球,通过齐次坐标变换和工业机器人位置变化配合,完成手眼标定。使用未经优化得到的标定结果进行扫描工件,发现得到的点云有错位、异常点现象,分析标定过程可能产生标定误差的因素,提出若干避免误差的方法,并通过实验验证,从而提高标定精度,达到自动化加工精度要求。