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| 1 | 大型复杂构件机器人制孔技术研究进展显示文摘航空装备大型复杂构件制造和装配中需要钻削数十万个机械连接孔,因而制孔效率和加工质量是保证飞行器使用性能和可靠性的关键。机器人制孔具有高柔性、高质量一致性以及高法向精度等优势,近年来采用机器人对飞机部件进行制孔在航空制造企业备受青睐。然而由于工业机器人的弱刚性以及叠层结构材料的难加工性,机器人钻削系统容易产生加工不稳定现象,严重制约了钻削质量和效率的进一步提高。目前,国内外学者在机器人制孔装备、制孔系统精度控制与机器人制孔稳定性等方面开展了理论与实验研究,并取得了诸多成果,但机器人钻削稳定性和加工质量控制研究的深度和广度仍存在较大的提升空间。为此,从机器人制孔末端执行器设计技术、机器人制孔定位精度控制技术、机器人制孔工艺过程控制技术以及机器人制孔装备研制四个方面对国内外文献进行总结和凝练,旨在为大型复杂构件机器人制孔技术的进一步研究提供指导。 | 董松 郑侃 孟丹 廖文和 孙连军 | 2022 | 航空学报2022,43,5: | 8 |
| 2 | 大型复杂构件机器人加工稳定性研究进展显示文摘工业机器人正逐步应用于大型复杂构件的制造与装配领域,其加工稳定性是实现大型复杂构件高精、高效、高质量加工的基础,颤振抑制是实现机器人稳定加工的重要途径。与数控机床单一颤振类型不同,机器人加工颤振主要由再生型颤振和振型耦合型颤振构成,二者共同作用加剧了稳定性解析的复杂度。国内外学者在机器人加工颤振形成机理、颤振预测与控制等方面开展了理论与实验研究,并取得了诸多成果,但研究仍处于起步阶段。目前,机器人加工颤振产生机理尚不明确、稳定性理论解析方法尚不全面、颤振控制技术尚不成熟,工程应用尚未普及,加工稳定性研究的深度和广度仍有较大提升空间。为此,从机器人加工颤振机理、颤振规避方法、颤振抑制方法及加工稳定性应用案例分析4个方面对国内外文献进行了全面总结,并提出后续发展方向,可为大型复杂构件机器人加工稳定性的研究提供指导。 | 廖文和 郑侃 孙连军 董松 张磊 | 2022 | 航空学报2022,43,1: | 6 |
| 3 | Chatter stability and precision during high-speed ultrasonic vibration cutting of a thin-walled titanium cylinder显示文摘Titanium alloys are widely used in the aviation and aerospace industries due to their unique mechanical and physical properties.Specifically,thin-walled titanium(Ti)cylinders have received increasing attention for their applications as rocket engine casings,aircraft landing gear,and aero-engine hollow shaft due to their observed improvement in the thrust-to-weight ratio.However,the conventional cutting(CC)process is not appropriate for thin-walled Ti cylinders due to its low thermal conductivity,high strength,and low stiffness.Instead,high-speed ultrasonic vibration cutting(HUVC)assisted processing has recently proved highly effective for Ti-alloy machining.In this study,HUVC technology is employed to perform external turning of a thinwalled Ti cylinder,which represents a new application of HUVC.First,the kinematics,tool path,and dynamic cutting thickness of HUVC are evaluated.Second,the phenomenon of mode-coupling chatter is analyzed to determine the effects and mechanism of HUVC by establishing a critical cutting thickness model.HUVC can increase the critical cutting thickness and effectively reduce the average cutting force,thus reducing the energy intake of the system.Finally,comparison experiments are conducted between HUVC and CC processes.The results indicate that the diameter error rate is 10%or less for HUVC and 51%for the CC method due to a 40%reduction in the cutting force.In addition,higher machining precision and better surface roughness are achieved during thin-walled Ti cylinder manufacturing using HUVC. | Zhenlong PENG Deyuan ZHANG Xiangyu ZHANG | 2020 | Chinese Journal of Aeronautics2020,33,12: | 6 |
| 4 | 面向加工领域的数字孪生模型自适应迁移方法显示文摘在多品种小批量生产制造车间中,针对特定场景所建立的数字孪生模型,由于缺乏工况变化的自适应能力,导致加工质量预测精度不足.对此,提出一种数字孪生模型自适应迁移方法.通过搭建可迁移的数字孪生模型,实现机理和算法模型融合的加工质量在线预测;提出数字孪生模型迁移流程和迁移策略,基于特征数据分析计算,选择待迁移的源模型;同时,结合迁移学习理论实现简单和复杂变工况下的数字孪生模型迁移.以钻削加工为例,搭建钻削实验平台并对数字孪生模型迁移的可行性进行验证.研究结果表明,变化工况下,迁移后模型仍能保持预测误差低于1.5%.该方法为提高数字孪生模型自适应能力提供了新的思路. | 沈慧 刘世民 许敏俊 黄德林 鲍劲松 郑小虎 | 2022 | 上海交通大学学报2022,56,1: | 3 |
| 5 | Vibration signal-based chatter identification for milling of thin-walled structure显示文摘In high speed milling aeronautical part,tool condition monitoring(TCM)is very important,because it is prone to get a chatter owing to the low stiffness of thin-walled structures.And the TCM is key technology for automated machining.In this paper,aiming to chatter monitoring in thin-walled structure milling,a variational mode decomposition–energy distribution(VMD-ED)method is proposed to improve the identification accuracy.And a moving average root mean square–mean value(MARMS-MV)identification method and a variational mode decomposition–energy entropy(VMD-EE)identification method are also tested.Identification accuracy and computing time of the three methods are compared.The vibration signals collected from the spindle and worktable are also contrasted.The conducted experimental study shows that,the proposed VMD-ED method offers an identification method for chatter monitoring with greater sensitivity,better stability and less computing time,and mounting the vibration sensor on worktable is better than spindle for a chatter monitoring system. | Wenping MOU Shaowei ZHU Zhenxi JIANG Ge SONG | 2022 | Chinese Journal of Aeronautics2022,35,1: | 3 |
| 6 | 数字孪生驱动下的弱刚性钻削毛刺控制显示文摘机器人等弱刚性钻削系统柔性好、作业范围大,在复杂钻削场景中得到了广泛应用。但其弱刚性易导致颤振并产生毛刺,如何控制毛刺是研究热点和难点。由此,提出一种基于数字孪生的弱刚性钻削毛刺控制系统,由实体模型、虚拟模型、数据处理模块和钻削决策模块4部分组成。该方法在数字空间中构建钻削机理和数据融合的行为规则模型,实现对实体模型钻削加工过程的实时状态监测;所构建的钻削决策模块包括面向毛刺控制的决策信息生成模型和局部优化算法,实现对钻削加工过程的实时优化调控。通过弱刚性加工系统的物理钻削实验以及信息空间仿真实验的交互对比,验证了毛刺监测过程和决策反馈过程的可行性和有效性,结果表明所提数字孪生系统可使毛刺平均高度降低约14%。 | 许敏俊 刘世民 沈慧 郑宇 李婕 鲍劲松 郑小虎 陈革 | 2023 | 计算机集成制造系统2023,29,4: | 2 |
| 7 | 直角切削6061-T6铝合金剪切区力学行为及微观结构演化预测显示文摘力学行为是塑性变形微观过程的宏观表现,早期的金属切削理论模型没有考虑微观结构对切削力的影响。在考虑热力耦合效应的基础上建立了基于位错密度材料模型的6061-T6铝合金直角切削力预测模型,分析了不同切削参数下基于位错运动的塑性变形机制对切削力的影响。结合等分剪切区和非等分剪切区模型,构建了第一变形区多物理场计算方法,提出一种切屑形成过程中由塑性变形引起的微观结构演化解析模型。通过测量切削力和切屑内晶粒尺寸对模型的可行性进行了初步验证。结果表明:剪切区长度变长引起参与位错滑移的材料增多是切削深度增大导致切削力增大的主要原因。增大切削速度导致切削力的降低不是单一变量影响的结果,而是应变降低引起位错增殖数量减少和温度升高引起位错湮灭作用增加的共同作用结果。非等分剪切区模型正确反映了第一变形区温度和应力的分布特征,且与二维有限元模型分布相一致,建立的第一变形区微观结构演化解析模型能够预测切屑内位错密度和晶粒尺寸。 | 周滔 何林 田鹏飞 杜飞龙 吴锦行 | 2021 | 航空学报2021,42,3: | 1 |
| 8 | 基于某振动场景的直升机飞控系统陷波器设计显示文摘直升机的振动是由于旋翼本身的特性而与直升机长期共存的固有问题。通常来说,直升机的振动可以分为周期激励和随机激励,而随机激励常会随反馈信号进入飞控系统的反馈控制回路,存在加剧全机异常振动的风险,给飞控系统的设计带来了困难。针对上述问题,利用实际试飞数据,结合一种基于无限冲击响应(IIR)滤波器的滤波算法,对异常输入激励的抑制效果进行了仿真。随后,针对直升机飞行状态(挂载、重量、重心)不同造成的频率点偏差问题,设计了一种高带宽多频率点的陷波带阻滤波器,给出了理论分析,并通过试飞数据的仿真验证了滤波效果。 | 付益恺 孟文杰 何野 | 2022 | 直升机技术2022,,2: | 0 |
| 9 | 切削加工过程中颤振在线监测研究综述显示文摘颤振是航空航天加工制造等领域中广泛存在的问题,深入开展切削加工过程中颤振在线监测研究对于进一步提升颤振抑制效果、保障加工系统稳定运行具有重要意义。根据颤振在线监测所需的实时性和精确性的要求,围绕数据采集、在线特征提取及颤振识别进行综述,首先介绍了3种颤振数据采集方法的特点,然后深入归纳与分析了颤振特征应用情况及影响颤振特征提取的关键因素,接着比较并总结了基于有监督学习和无监督学习的颤振识别技术的特点,最后总结并展望了目前颤振在线监测所存在的问题及发展趋势,可为未来颤振在线监测研究提供参考。 | 李益文 邓朝晖 刘涛 卓荣锦 李重阳 吕黎曙 | 2023 | 航空学报2023,44,11: | 0 |