基于参数映射的开式整体叶盘流道铣削路径生成方法

1

作者 韩江 张文强 +1 位作者 田晓青 夏链 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期688-696,共9页

针对整体叶盘类零件流道的粗加工问题,提出了一种变层厚曲面分层的加工策略,并根据整体叶盘类零件流道宽度变化的特点,在任一切削层曲面,利用测地偏移原理确定流道两侧刀具路径边界,确定步长和路径条数,提出了一种沿着流道纵向铣削的走... 针对整体叶盘类零件流道的粗加工问题,提出了一种变层厚曲面分层的加工策略,并根据整体叶盘类零件流道宽度变化的特点,在任一切削层曲面,利用测地偏移原理确定流道两侧刀具路径边界,确定步长和路径条数,提出了一种沿着流道纵向铣削的走刀路径规划方法。计算了流道边界的刀轴矢量,利用四元数插值计算流道边界中间刀位点的刀轴矢量。计算结果表明,与常规采用叶盘轮毂回转面偏置或叶盘包覆回转面偏置的均匀分层法相比,变层厚曲面分层法可更好地适应包覆回转面至轮毂回转面的曲面变化,保证叶片表面质量,且加工后叶片表面余量较为均匀。最后通过加工实例验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 开式整体叶盘 曲面分层 测地偏移 粗加工 刀位规划

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基于Whiffletree策略与耦合振动模型的随动支撑头点位布局优化

2

作者 董方方 刘钊 +2 位作者 赵晓敏 韩江 黄晓勇 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期362-368,共7页

在薄壁件的随动支撑加工中,支撑头的点位布局会对抑振效果产生显著影响。本文基于Whiffletree布局策略以及刀具-工件-支撑耦合振动模型,建立了以支撑点数和支撑半径作为决策变量的布局优化模型,其中优化指标为振动的幅值与均方根,并通... 在薄壁件的随动支撑加工中,支撑头的点位布局会对抑振效果产生显著影响。本文基于Whiffletree布局策略以及刀具-工件-支撑耦合振动模型,建立了以支撑点数和支撑半径作为决策变量的布局优化模型,其中优化指标为振动的幅值与均方根,并通过结构的干涉与边界条件确立变量范围。进一步地,为处理该优化模型中的偏微分方程约束、不等式约束以及混合整数等问题,制定了以粒子群算法为主导,辅以参数扫描与惩罚函数的复合寻解策略。最后,通过仿真验证了该寻解策略高效可行,同时得到了给定案例下的最优布局参数。该优化模型和寻解策略可给其他具有相似性的物理系统布局优化问题提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 随动支撑 布局优化 粒子群 Whiffletree策略 耦合振动

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基于响应面粒子群优化算法的低碳钢板激光切割参数优化

3

作者 潘冬旺 田晓青 +2 位作者 王宰宇 刘钊 宋术丰 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期1032-1038,共7页

根据实验测量结果得到响应面模型,结合粒子群多目标优化算法求得最佳工艺参数为激光功率2048 W、切割速度3.64 m/min、辅助气体压力0.81 bar、焦点位置7.26 mm,并获得粗糙度和尺寸误差的预测值;该参数组合下切割零件的实际测量粗糙度和... 根据实验测量结果得到响应面模型,结合粒子群多目标优化算法求得最佳工艺参数为激光功率2048 W、切割速度3.64 m/min、辅助气体压力0.81 bar、焦点位置7.26 mm,并获得粗糙度和尺寸误差的预测值;该参数组合下切割零件的实际测量粗糙度和尺寸误差均在预测值的波动范围内,且切割面质量较好,证明了优化结果的准确性和有效性。 展开更多

关键词 激光切割 工艺参数 响应面法 粒子群优化

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数控内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测

4

作者 韩江 许孕博 +1 位作者 田晓青 夏链 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期721-726,731,共7页

文章建立了内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测模型。首先推导珩齿加工啮合过程中接触线和切削厚度数学模型,并基于此模型将珩磨轮的磨削刃离散为微元磨削刃;然后由平面磨削模型构建珩磨轮的微元磨削刃模型,建立珩齿珩削力预测模型,并分析珩... 文章建立了内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测模型。首先推导珩齿加工啮合过程中接触线和切削厚度数学模型,并基于此模型将珩磨轮的磨削刃离散为微元磨削刃;然后由平面磨削模型构建珩磨轮的微元磨削刃模型,建立珩齿珩削力预测模型,并分析珩削力随工艺参数的变化规律;最后结合Fassler HMX-400数控内齿珩轮强力珩齿机及其内置的Kistler力传感器进行珩齿珩削力测量实验。实验结果表明,预测的珩削力的数值和变化趋势与实验测量结果相符,该珩削力预测方法有效。 展开更多

关键词 内啮合强力珩齿 珩削力 平面磨削模型 磨削

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齿轮传动误差峰峰值最小化的拓扑修形优化研究

5

作者 韩江 李鹏然 +1 位作者 田晓青 夏链 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期1297-1303,共7页

为了满足齿轮传动系统低噪声、小振动和高传动精度等要求,提出了一种基于传动误差峰峰值最小化的齿轮拓扑修形优化方法。基于直线与抛物线的复合修形叠加曲线,在标准渐开线齿轮的齿廓和齿向方向对齿轮进行修形设计,提出一种拓扑修形齿... 为了满足齿轮传动系统低噪声、小振动和高传动精度等要求,提出了一种基于传动误差峰峰值最小化的齿轮拓扑修形优化方法。基于直线与抛物线的复合修形叠加曲线,在标准渐开线齿轮的齿廓和齿向方向对齿轮进行修形设计,提出一种拓扑修形齿面形成方法;以齿轮传动误差峰峰值最小为优化目标,基于遗传算法对提出的拓扑修形齿轮齿面进行参数优化,得出拓扑修形齿轮齿面的最佳修形参数;将拓扑修形齿轮和标准齿轮进行对比,分析修形前后齿轮的齿面受载情况和齿根应力分布情况,验证了提出的拓扑修形优化方法的有效性。 展开更多

关键词 拓扑修形 修形叠加曲线 传动误差峰峰值 优化遗传算法 齿面受载

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基于骨架提取的弯管类结构无支撑3D打印混合切片方法

6

作者 董方方 杜爽 +3 位作者 廖飞 钱宸 殷远洋 李晓阳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3154-3162,共9页

弯管类结构存在丰富的悬空部位,采用传统熔融沉积3D打印技术制造需要消耗大量支撑,影响成本与成型表面质量。基于此,提出一种用于弯管类模型的骨架提取方法及相应的混合切片算法。与现有的简单沿骨架法面切片或分区多向切片技术不同,该... 弯管类结构存在丰富的悬空部位,采用传统熔融沉积3D打印技术制造需要消耗大量支撑,影响成本与成型表面质量。基于此,提出一种用于弯管类模型的骨架提取方法及相应的混合切片算法。与现有的简单沿骨架法面切片或分区多向切片技术不同,该方法充分利用弯管STL模型点云特点提取骨架和模型分层信息,引入干涉检查与切片路径检查,采用沿骨架法面切片与圆弧切片结合的混合切片方式,完成模型无支撑打印切片。最后,算法在4类模型上进行了切片仿真实验,验证其有效性和可行性。 展开更多

关键词 弯管类结构 熔融沉积成型 无支撑3D打印 骨架提取 混合切片

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基于电子齿轮箱的内啮合强力珩齿同步误差补偿方法研究 被引量：1

7

作者 孔健 韩江 夏链 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第2期105-110,121,共7页

电子齿轮箱作为一种特殊的多轴联动控制技术,是齿轮展成加工机床数控系统中的控制核心,其同步控制精度决定齿轮加工精度。内啮合强力珩齿作为一种重要的齿轮精密加工工艺,其展成加工精度很大程度上由电子齿轮箱的控制精度决定。文章结... 电子齿轮箱作为一种特殊的多轴联动控制技术,是齿轮展成加工机床数控系统中的控制核心,其同步控制精度决定齿轮加工精度。内啮合强力珩齿作为一种重要的齿轮精密加工工艺,其展成加工精度很大程度上由电子齿轮箱的控制精度决定。文章结合强力珩齿加工的运动学模型,建立了内啮合强力珩齿的电子齿轮箱模型,将强力珩齿加工各运动轴跟踪误差的相对差值定义为同步误差,并将其映射到齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差上;提出一种基于电子齿轮箱的同步误差补偿控制方法,建立了同步补偿控制模型;在dSPACE半实物多轴运动仿真平台上,进行内啮合强力珩齿加工的运动控制实验。实验结果表明:所提出的基于电子齿轮箱的同步误差补偿方法可以有效降低内啮合强力珩齿的同步误差。 展开更多

关键词 电子齿轮箱 内啮合强力珩齿 同步误差 误差补偿 精度

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打磨机器人自适应鲁棒约束跟踪控制 被引量：3

8

作者 韩江 魏光耀 +1 位作者 董方方 夏链 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第7期865-872,共8页

实际工作中的打磨机器人存在外部干扰或参数摄动等不确定因素,这些不确定因素有界但边界未知。针对这种不确定环境下的打磨机器人末端轨迹跟踪问题,文章提出一种自适应鲁棒约束控制方法。该方法将期望轨迹视为系统约束,利用约束跟踪的... 实际工作中的打磨机器人存在外部干扰或参数摄动等不确定因素,这些不确定因素有界但边界未知。针对这种不确定环境下的打磨机器人末端轨迹跟踪问题,文章提出一种自适应鲁棒约束控制方法。该方法将期望轨迹视为系统约束,利用约束跟踪的思想来解决轨迹跟踪问题,并将系统分为标称部分和不确定部分;针对标称部分,通过U-K(Udwadia-Kalaba)方程来求解约束力矩,使系统满足理想状态下的约束条件;针对不确定部分,设计一种泄漏型自适应律对不确定性边界进行估计,并根据估计的边界和约束误差来调节鲁棒控制项的增益,进而有效地补偿系统的不确定性。李雅普诺夫方法证明了该系统具有一致有界性和一致最终有界性,对简化后的打磨机器人进行末端轨迹跟踪控制的数值仿真实验结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 打磨机器人 不确定性 轨迹跟踪 自适应鲁棒 约束

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内啮合强力珩齿工件齿面珩削纹理预测与控制方法研究 被引量：1

9

作者 韩江 李振富 +2 位作者 田晓青 费宁忠 夏链 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期10-16,共7页

以内啮合强力珩齿工艺为对象,研究工件齿面珩削纹理的形成机制,并对珩削纹理进行预测,提出一种珩削纹理的主动控制方法。建立工件齿面接触线模型,模拟珩齿加工过程;研究珩磨轮修整工艺原理,得到珩削速度与加工纹理的映射关系。由于珩削... 以内啮合强力珩齿工艺为对象,研究工件齿面珩削纹理的形成机制,并对珩削纹理进行预测,提出一种珩削纹理的主动控制方法。建立工件齿面接触线模型,模拟珩齿加工过程;研究珩磨轮修整工艺原理,得到珩削速度与加工纹理的映射关系。由于珩削速度受制于工件齿轮与珩磨轮的中心距和轴交角等参数,提出以轴交角和中心距为控制对象,对珩削工件齿面纹理的分布情况及纹理变化趋势进行控制的方法;采用不同工艺参数进行齿轮加工,并对齿面进行三维形貌检测。被加工齿轮齿面检测结果与预测模型高度吻合,表明采用该方法可以实现对珩齿加工纹理的控制。 展开更多

关键词 内啮合强力珩齿 珩削速度 珩磨轮修整 工艺参数 纹理控制

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蜗杆砂轮磨削齿面纹理主动调控方法研究 被引量：1

10

作者 田晓青 武众磊 +3 位作者 唐建平 游通飞 韩江 夏链 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第11期141-147,共7页

齿轮在磨削过程中会产生规则的、沿齿向方向相互平行的齿面纹理,更容易造成大的齿轮啮合噪声。针对该问题,提出了一种基于柔性电子齿轮箱多轴同步附加运动的齿面纹理主动调控方法。首先,建立齿面和砂轮表面数学模型以及齿面纹理角度模型... 齿轮在磨削过程中会产生规则的、沿齿向方向相互平行的齿面纹理,更容易造成大的齿轮啮合噪声。针对该问题,提出了一种基于柔性电子齿轮箱多轴同步附加运动的齿面纹理主动调控方法。首先,建立齿面和砂轮表面数学模型以及齿面纹理角度模型;其次,对运动轴施加附加运动,建立齿面纹理角度与附加运动多项式系数的关系;然后,采用敏感度矩阵结合最小二乘估计确定运动轴附加运动多项式系数,获得目标纹理角度;最后,对运动轴附加运动后的磨齿齿面纹理进行仿真,并与常规加工和采用低噪声偏移(low noise shifting)技术生成的纹理进行比较。仿真结果表明,运动轴附加运动的方法可以获得倾斜不规则的磨齿齿面纹理,证明了这种方法的可行性。 展开更多

关键词 磨齿 齿面纹理 电子齿轮箱 主动调控 附加运动

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蜗杆砂轮磨削齿向修形齿面扭曲补偿研究 被引量：1

11

作者 田晓青 武众磊 +3 位作者 周蕾 游通飞 韩江 夏链 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第12期107-116,共10页

针对斜齿轮齿向修形会造成磨削齿面扭曲问题,文章提出了一种基于柔性电子齿轮箱多轴同步附加运动的齿面扭曲补偿方法。首先,简要分析了齿面扭曲现象产生的原因,建立渐开线斜齿面和齿向鼓形修形齿面模型;然后,利用齿面啮合和运动学逆解... 针对斜齿轮齿向修形会造成磨削齿面扭曲问题,文章提出了一种基于柔性电子齿轮箱多轴同步附加运动的齿面扭曲补偿方法。首先,简要分析了齿面扭曲现象产生的原因,建立渐开线斜齿面和齿向鼓形修形齿面模型;然后,利用齿面啮合和运动学逆解得到齿向鼓形修形齿面和扭曲齿面对应的机床主从运动轴(B轴、C轴、X轴、Y轴、Z轴)运动量;接着,对齿向修形齿面进行仿真,并对扭曲齿面进行欠补偿、理想补偿和过补偿仿真;最后,通过对主从运动轴施加附加运动量,实现对齿向修形扭曲齿面的补偿。与传统的修砂轮实现扭曲齿面补偿相比,对主从运动轴施加附加运动量进行补偿效率更高,成本更低。通过齿轮加工实验,齿面扭曲得到了有效的补偿,齿面精度有所提高。 展开更多

关键词 磨齿 展成 齿面扭曲 多轴运动 柔性电子齿轮箱

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基于轴向和切向变速的蜗杆砂轮磨齿齿面纹理改变方法研究

12

作者 韩江 段新宇 +2 位作者 夏链 田晓青 黄晓勇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期289-295,共7页

蜗杆砂轮磨齿是重要的硬齿面精加工方法,但其在工件齿面上会留下不利于啮合噪声表现的平行纹理,在保持其工艺优点的同时,探究齿面纹理改变的方法具有重要意义。文章基于空间曲面啮合原理,结合接触迹和相对速度矢量进行工件齿面磨削纹理... 蜗杆砂轮磨齿是重要的硬齿面精加工方法,但其在工件齿面上会留下不利于啮合噪声表现的平行纹理,在保持其工艺优点的同时,探究齿面纹理改变的方法具有重要意义。文章基于空间曲面啮合原理,结合接触迹和相对速度矢量进行工件齿面磨削纹理仿真;根据齿面纹理与磨削方向的对应关系,定义磨削方向角度对工件齿面纹理进行定量分析;通过建立齿面磨削方向模型,研究轴向和切向速度变化对齿高和齿宽方向上纹理的影响;提出轴向和切向变速的蜗杆砂轮磨齿加工方法,对比分析不同的变速曲线,设计使得相邻接触迹间速度差值最大化的正弦变速函数,建立各加工方法下的齿面磨削方向模型并进行对比。结果表明,该文方法可以在齿高和齿宽方向上改变齿面的磨削速度方向,进而达到改变齿轮纹理的效果。 展开更多

关键词 蜗杆砂轮磨齿 啮合方程 磨削纹理 变速加工 纹理改变

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基于电子齿轮箱的展成磨齿多轴同步自适应控制

13

作者 韩江 周广鑫 +3 位作者 夏链 黄晓勇 李彦青 田晓青 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第2期160-166,共7页

展成磨齿是重要的高速高精度齿轮加工工艺,数控磨齿机刀具与工件同步控制即电子齿轮箱控制精度很大程度决定了齿轮加工精度。为了减小实际工况中由于磨削力变化等因素对同步控制精度的影响,提出一种电子齿轮箱自适应同步控制方法,用于... 展成磨齿是重要的高速高精度齿轮加工工艺,数控磨齿机刀具与工件同步控制即电子齿轮箱控制精度很大程度决定了齿轮加工精度。为了减小实际工况中由于磨削力变化等因素对同步控制精度的影响,提出一种电子齿轮箱自适应同步控制方法,用于提高磨齿核心控制系统的抗扰动性。首先,建立了一种基于电子齿轮箱的多轴联动模型;然后,研究了一种具有自适应功能的扩展卡尔曼观测器,对多轴联动加工过程中产生的磨削力进行观测,系统对观测结果进行处理,并根据运算结果设计前馈对其磨削力产生的偏差进行补偿;最后,在仿真系统中对比传统观测器的观测效果,通过仿真和实验证明该方法能有效减少齿轮的螺旋线偏差与齿距偏差,保证系统的抗扰动性。 展开更多

关键词 电子齿轮箱 展成磨齿 扩展卡尔曼滤波 前馈补偿 干扰观测器

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基于多轴联动的内啮合强力珩齿拓扑修形方法研究

14

作者 夏链 蒋欧鹏 +1 位作者 田晓青 韩江 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第8期129-136,共8页

作为常用的齿轮精加工的工艺之一,内啮合强力珩齿加工工艺在对齿轮修形时,需要定制与工件相对应的专用金刚石修整轮,使得工艺通用性不高,加工成本较大。文章提出了一种内啮合强力珩齿拓扑修形方法,实现了用标准珩磨轮对工件齿轮齿面任... 作为常用的齿轮精加工的工艺之一,内啮合强力珩齿加工工艺在对齿轮修形时,需要定制与工件相对应的专用金刚石修整轮,使得工艺通用性不高,加工成本较大。文章提出了一种内啮合强力珩齿拓扑修形方法,实现了用标准珩磨轮对工件齿轮齿面任意拓扑修形。建立内啮合强力珩齿拓扑修形齿面数学模型,得到标准珩磨轮和工件齿轮的映射关系,将拓扑修形时机床运动的A轴、X轴的附加运动与电子齿轮箱一起用高阶多项式表示,将多项式中的运动参数变化对加工齿面的影响用敏感度矩阵表示,以修形齿面为目标,以敏感度矩阵中的敏感系数为梯度,利用动态规划算法求解出运动参数,并得到修形后的工件齿面。仿真结果表明该方法可以通过多轴联动实现对齿面拓扑修形,修形误差较小,成本大大降低,方法具有普适性。 展开更多

关键词 内啮合强力珩齿 拓扑修形 多轴联动 敏感度矩阵 动态规划

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基于双PH曲线五轴线性刀具路径光顺轨迹生成及其参数同步方法 被引量：5

15

作者 陶廷江 韩江 +3 位作者 姜阳 卢磊 黄晓勇 夏链 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第11期1460-1466,1534,共8页

针对五轴线性路径加工轨迹在拐角处切向向量不连续导致加工效率低和运动不平稳等问题,文章提出一种基于双五次PH(Pythagorean-hodograph)曲线的五轴线性路径局部拐角光顺方法,其中一条PH曲线对刀尖点线性路径进行光顺,另一条PH曲线在单... 针对五轴线性路径加工轨迹在拐角处切向向量不连续导致加工效率低和运动不平稳等问题,文章提出一种基于双五次PH(Pythagorean-hodograph)曲线的五轴线性路径局部拐角光顺方法,其中一条PH曲线对刀尖点线性路径进行光顺,另一条PH曲线在单位球面上对刀轴矢量线性路径进行光顺;刀尖点和刀轴矢量近似误差通过一种几何方法解析约束,可实现五轴光顺轨迹近似误差可控;通过推导过渡曲线和原始线性轨迹在衔接点处刀轴矢量几何导数连续条件,使得光顺后刀具路径能达到G^(2)连续,并实现刀尖点和刀轴矢量PH曲线参数同步。仿真结果表明,该文提出的五轴线性路径局部拐角光顺方法可实现刀尖和刀轴矢量的近似误差严格控制,且刀尖和刀轴矢量通过拐角时连续变化;该方法提高了五轴局部拐角光顺计算效率,有利于集成到数控系统中并实现五轴线性路径加工轨迹在线光顺。 展开更多

关键词 五轴机床 线性路径 拐角光顺 PH曲线 参数同步

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基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论 被引量：2

16

作者 于振辉 夏链 +1 位作者 韩江 田晓青 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第12期1635-1641,1658,共8页

文章提出一种基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论,通过对齿轮全齿面的拓扑测量、齿面波纹度分析,对比全齿波纹度图、高阶频谱图的阶次振幅大小与三维形貌图中啮合线、波纹线的接近程度,实现对高速低噪齿轮的噪声分析。基于齿面波纹... 文章提出一种基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论,通过对齿轮全齿面的拓扑测量、齿面波纹度分析,对比全齿波纹度图、高阶频谱图的阶次振幅大小与三维形貌图中啮合线、波纹线的接近程度,实现对高速低噪齿轮的噪声分析。基于齿面波纹度分析技术,弥补传统齿轮测量在精度一致时无法辨别齿轮啮合噪声的缺点,可在生产周期前期对故障齿轮进行筛选,降低检测成本;基于新能源汽车变速箱,分析输入轴齿轮批次更换时反复出现噪声的原因,对测量的拓扑数据进行波纹度计算。结果显示,齿轮右齿面存在鬼阶和整阶不良,推断在啮合时产生噪声,该分析结果与变速箱台架实验结果一致。 展开更多

关键词 新能源汽车 啮合噪声 齿轮测量 齿面波纹度

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基于电子齿轮箱的内齿珩轮强力珩齿轮廓误差补偿控制研究 被引量：1

17

作者 吴佳璐 夏链 +2 位作者 韩江 田晓青 黄晓勇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期303-307,340,共6页

多轴控制系统的轮廓误差具有强耦合特点,由于是多轴联动产生的结果,仅提高单轴的跟踪精度不一定能降低轮廓误差。为降低珩齿多轴控制系统的齿面轮廓误差,进一步提高珩齿的加工精度,文章提出一种简单有效的补偿控制策略。分析珩齿机的机... 多轴控制系统的轮廓误差具有强耦合特点,由于是多轴联动产生的结果,仅提高单轴的跟踪精度不一定能降低轮廓误差。为降低珩齿多轴控制系统的齿面轮廓误差,进一步提高珩齿的加工精度,文章提出一种简单有效的补偿控制策略。分析珩齿机的机床结构,根据珩齿多轴电子齿轮箱(electronic gearbox,EGB)控制系统的数学模型推导出基于齿轮啮合原理和坐标变换的齿面轮廓误差数学模型,并设计出一种简单的齿面轮廓误差补偿控制器。仿真和实验结果表明,所提出的补偿控制策略对降低齿面轮廓误差有显著的效果。该文方法对提高珩齿实际加工精度具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 内齿珩轮强力珩齿 多轴控制系统 电子齿轮箱(EGB) 轮廓误差 补偿

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移动机械臂的层级聚合建模方法研究 被引量：2

18

作者 董方方 杨超 +1 位作者 韩江 张新荣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第12期1473-1490,共18页

移动机械臂因机械臂在动态作业过程中的耦合效应会影响移动平台的运动特性,增加了整个系统的复杂度和非线性,给系统建模带来了极大挑战.为此提出了一种新的层级聚合建模方法.该方法依据分析力学中Udwadia-Kalaba(U-K)理论的层级属性,首... 移动机械臂因机械臂在动态作业过程中的耦合效应会影响移动平台的运动特性,增加了整个系统的复杂度和非线性,给系统建模带来了极大挑战.为此提出了一种新的层级聚合建模方法.该方法依据分析力学中Udwadia-Kalaba(U-K)理论的层级属性,首先将移动机械臂划分为3个子系统,并分别利用Lagrange方程建立各自的无约束动力学模型,然后基于移动机械臂机械结构上的约束利用Udwadia-Kalaba基本方程(UKE)建立整体系统模型.此外,针对系统存在初始条件偏差的情况,利用基于Lyapunov稳定性理论来补偿初始条件偏差,以达到收敛理想轨迹的目的.仿真结果验证了该文所提出的建模方法的可行性. 展开更多

关键词 Udwadia-Kalaba方法 层级聚合建模方法 移动机械臂 动力学建模

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双移动机械臂空间协作动力学建模研究 被引量：6

19

作者 董方方 喻斌 +1 位作者 赵晓敏 陈珊 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第8期846-856,共11页

移动机械臂进行空间协作时会产生复杂的非线性耦合,使得采用Lagrange方程或Newton-Euler法直接进行建模极为繁琐.针对双移动机械臂空间协作问题,提出了一种结合Udwadia-Kalaba(U-K)方法与Lagrange方程建立动力学模型的方法.在建模过程中... 移动机械臂进行空间协作时会产生复杂的非线性耦合,使得采用Lagrange方程或Newton-Euler法直接进行建模极为繁琐.针对双移动机械臂空间协作问题,提出了一种结合Udwadia-Kalaba(U-K)方法与Lagrange方程建立动力学模型的方法.在建模过程中,将负载简化为连杆,选择负载中心断开的方式对系统进行分解,从而避免了机械臂末端关节断开导致的末端关节转角与连杆转角的约束信息缺失问题;将分割形成的两个子系统通过Lagrange方程进行建模,得到了子系统的动力学模型;再将协作系统的固有几何关系通过约束形式引入,应用U-K方法得到了协作系统动力学模型,减少了建立动力学模型所需要的计算量;最后通过数值仿真验证了该方法所得到的动力学模型的准确性. 展开更多

关键词 Udwadia-Kalaba方法 动力学建模 协作机械臂 移动机械臂

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基于电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿研究

20

作者 郭振 夏链 韩江 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期157-161,253,共6页

文章针对非圆齿轮滚齿加工难以获得较高精度的问题,对非圆齿轮滚齿加工误差及其补偿方法进行研究。推导非圆齿轮滚齿加工数学模型,构建非圆齿轮滚齿加工电子齿轮箱运动控制模型,并从几何角度分析推导电子齿轮箱展成控制误差所引起的非... 文章针对非圆齿轮滚齿加工难以获得较高精度的问题,对非圆齿轮滚齿加工误差及其补偿方法进行研究。推导非圆齿轮滚齿加工数学模型,构建非圆齿轮滚齿加工电子齿轮箱运动控制模型,并从几何角度分析推导电子齿轮箱展成控制误差所引起的非圆齿轮齿距误差;根据构建的非圆齿轮齿距误差关系式,建立电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿控制器,添加到电子齿轮箱运动控制模型中,并通过仿真实验分析对比补偿前、后的控制效果。研究结果表明,该文方法能够有效地降低非圆齿轮齿距误差。 展开更多

关键词 非圆齿轮 电子齿轮箱 齿距误差 误差补偿

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