項(xiàng)目簡介

針對制約我國機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加381

工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、

增壓器葉輪等為研究對象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn)

云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù)

水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。

技術(shù)指標(biāo)

(1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和

遺傳算法的多特征測量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測量技術(shù)、BP 人工神經(jīng)

網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智

能測量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。

(2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算

效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù)

尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼

顧了光順的整體性和局部性。

(3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對多分辨光順尺度無法確定，

光順效果評判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問題的多分辨光順精度

控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì)

分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對評判結(jié)果的影響。

(4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對 CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起

的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、

無干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”，

實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。

效益分析

項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測量精度提高了 1 個數(shù)量級，測量效率提高了 3 倍以

上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度

可達(dá)μm 級。項(xiàng)目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機(jī)股份有限公司和無

錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件

著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。

應(yīng)用情況

本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平

和核心競爭力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了

產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣

有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價值和社會效益。