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基于响应曲面法和粒子群优化算法的凸轮磨削工艺参数优化
被引量：
1
1
作者
丁明阳
赵锦国
+5 位作者
周康康
徐刚强
李孝禄
朱彦康
陈源
梁明轩
《内燃机工程》
北大核心
2025年第1期80-90,共11页
为了提高凸轮工件表面磨削质量及加工效率,设计了凸轮磨削正交试验方案,优化了淬硬球墨铸铁凸轮精加工磨削的工艺参数。通过建立以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为关键参数表征的优化变量,构建以磨削振动加速度、表面粗糙度为指标的...
为了提高凸轮工件表面磨削质量及加工效率,设计了凸轮磨削正交试验方案,优化了淬硬球墨铸铁凸轮精加工磨削的工艺参数。通过建立以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为关键参数表征的优化变量,构建以磨削振动加速度、表面粗糙度为指标的目标响应非线性数学模型;基于凸轮的形状特点,建立工件瞬时材料去除率模型;以最小化磨削振动、表面粗糙度及最大化去除率为优化目标,利用综合函数法与粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对工艺参数进行了优化。结果表明,在砂轮线速度80.6731 m/s、工件转速35 r/min、磨削深度30μm的工况下,磨削振动减少了20.8%,凸轮表面粗糙度值降低了11.88%,材料去除率增加了22.739 mm3/s。利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对磨削后工件的表面形貌进行了分析,并对元素成分进行半定量测定。结果表明,砂轮线速度较小而工件转速及磨削深度较大时,凸轮表面缺陷和形变对表面粗糙度影响较大。
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关键词
凸轮磨削
参数优化
响应曲面法
粒子群优化算法
显微分析
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职称材料
基于机器视觉的凸轮轴表面缺陷检测实验研究
2
作者
吴兆中
张新娜
+2 位作者
王栋
赵锦国
卢唯辰
《机电工程》
北大核心
2025年第4期697-705,797,共10页
目前在凸轮轴表面缺陷人工目视检测方面存在精度差、效率低的问题,为此,对凸轮轴表面缺陷检测技术进行了研究,搭建了基于机器视觉的的凸轮轴表面缺陷检测系统,提出了一种基于凸轮轮廓曲线的图像分段采集策略,针对凸轮和齿轮分别设计了...
目前在凸轮轴表面缺陷人工目视检测方面存在精度差、效率低的问题,为此,对凸轮轴表面缺陷检测技术进行了研究,搭建了基于机器视觉的的凸轮轴表面缺陷检测系统,提出了一种基于凸轮轮廓曲线的图像分段采集策略,针对凸轮和齿轮分别设计了缺陷检测算法,对检测准确率及系统运行稳定性进行了实验研究。首先,结合凸轮轮廓曲线确定了一种图像分段采集策略,改善了因凸轮厚度较大和形状不规则造成图像部分区域无效的问题,获得了图像采集的最佳角度与次数;然后,采用形态学梯度,强化了凸轮亮度不均图像缺陷特征,结合Canny算子进行了缺陷检测,提出了一种基于像素补充的凸轮边界缺陷识别算法;最后,设计了一种基于齿顶尺寸关系和仿射变换的齿轮齿顶提取方法,通过形态学的开操作弱化了齿顶内部纹理,通过固定阈值分割了齿轮齿顶表面缺陷;搭建了检测系统硬件平台,对凸轮轴表面缺陷检测进行了实验及结果分析。研究结果表明:系统运行流畅,各工位检测准确率最低达98.11%,平均检测时间为11.09 s,缺陷分类准确率为96%。该凸轮轴表面缺陷检测系统满足了凸轮轴产线在线检测的需求,有效提升了其检测效率与准确率。
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关键词
检测精度
凸轮轴轮廓曲线
齿轮齿顶缺陷检测算法
图像分段采集策略
特征强化
图像分割
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职称材料
题名
基于响应曲面法和粒子群优化算法的凸轮磨削工艺参数优化
被引量：
1
1
作者
丁明阳
赵锦国
周康康
徐刚强
李孝禄
朱彦康
陈源
梁明轩
机构
中国计量大学机电工程学院
浙江高和精密机械有限公司
浙江
博星工贸
有限公司
出处
《内燃机工程》
北大核心
2025年第1期80-90,共11页
基金
浙江省科技计划项目(2023C01163,2019C01128)。
文摘
为了提高凸轮工件表面磨削质量及加工效率,设计了凸轮磨削正交试验方案,优化了淬硬球墨铸铁凸轮精加工磨削的工艺参数。通过建立以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为关键参数表征的优化变量,构建以磨削振动加速度、表面粗糙度为指标的目标响应非线性数学模型;基于凸轮的形状特点,建立工件瞬时材料去除率模型;以最小化磨削振动、表面粗糙度及最大化去除率为优化目标,利用综合函数法与粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对工艺参数进行了优化。结果表明,在砂轮线速度80.6731 m/s、工件转速35 r/min、磨削深度30μm的工况下,磨削振动减少了20.8%,凸轮表面粗糙度值降低了11.88%,材料去除率增加了22.739 mm3/s。利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对磨削后工件的表面形貌进行了分析,并对元素成分进行半定量测定。结果表明,砂轮线速度较小而工件转速及磨削深度较大时,凸轮表面缺陷和形变对表面粗糙度影响较大。
关键词
凸轮磨削
参数优化
响应曲面法
粒子群优化算法
显微分析
Keywords
camshaft grinding
parameter optimization
response surface methodology
particle swarm optimization algorithm
microscopic analysis
分类号
TG580.63 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
TH161.1 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于机器视觉的凸轮轴表面缺陷检测实验研究
2
作者
吴兆中
张新娜
王栋
赵锦国
卢唯辰
机构
中国计量大学机电工程学院
中国计量大学现代科技学院
中国计量大学工程训练中心
浙江高和精密机械有限公司
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第4期697-705,797,共10页
基金
浙江省重点研发计划项目(2019C01128)
金华市科技计划项目(2020-1-030)。
文摘
目前在凸轮轴表面缺陷人工目视检测方面存在精度差、效率低的问题,为此,对凸轮轴表面缺陷检测技术进行了研究,搭建了基于机器视觉的的凸轮轴表面缺陷检测系统,提出了一种基于凸轮轮廓曲线的图像分段采集策略,针对凸轮和齿轮分别设计了缺陷检测算法,对检测准确率及系统运行稳定性进行了实验研究。首先,结合凸轮轮廓曲线确定了一种图像分段采集策略,改善了因凸轮厚度较大和形状不规则造成图像部分区域无效的问题,获得了图像采集的最佳角度与次数;然后,采用形态学梯度,强化了凸轮亮度不均图像缺陷特征,结合Canny算子进行了缺陷检测,提出了一种基于像素补充的凸轮边界缺陷识别算法;最后,设计了一种基于齿顶尺寸关系和仿射变换的齿轮齿顶提取方法,通过形态学的开操作弱化了齿顶内部纹理,通过固定阈值分割了齿轮齿顶表面缺陷;搭建了检测系统硬件平台,对凸轮轴表面缺陷检测进行了实验及结果分析。研究结果表明:系统运行流畅,各工位检测准确率最低达98.11%,平均检测时间为11.09 s,缺陷分类准确率为96%。该凸轮轴表面缺陷检测系统满足了凸轮轴产线在线检测的需求,有效提升了其检测效率与准确率。
关键词
检测精度
凸轮轴轮廓曲线
齿轮齿顶缺陷检测算法
图像分段采集策略
特征强化
图像分割
Keywords
detection accuracy
camshaft contour curve
detection algorithm of gear tooth tip defect
image segmentation acquisition strategy
feature reinforcement
image segmentation
分类号
TH132.41 [机械工程—机械制造及自动化]
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于响应曲面法和粒子群优化算法的凸轮磨削工艺参数优化
丁明阳
赵锦国
周康康
徐刚强
李孝禄
朱彦康
陈源
梁明轩
《内燃机工程》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于机器视觉的凸轮轴表面缺陷检测实验研究
吴兆中
张新娜
王栋
赵锦国
卢唯辰
《机电工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
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