摘要：熔融沉积成形(fused deposition modeling,FDM)3D打印需要将打印喷头加热至材料所需温度后才能开始打印。由于单喷头FDM型3D打印机的打印效率较低,以及其加热系统的滞后性较大且稳定性差,使得整个成形过程既耗时又浪费资源,且成形件的质量不高。为解决上述问题,结合打印材料物理性质和化学性质的差异性,提出了一种基于遗传算法-模糊PID(proportional-integral-derivative,比例-积分-微分)的温度控制方法,以实现对双喷头FDM型3D打印机加热方法的控制,并建立温度控制系统的MATLAB/Simulink仿真模型,以验证所提出的控制方法的可靠性。仿真和实验结果表明,与传统PID控制、模糊PID控制相比,遗传算法-模糊PID控制的响应时间缩短了36.03%和32.45%,调节时间缩短了28.06%和20.99%,具有响应速度快、调节时间短、超调量小和控制效果稳定等优势。研究结果可为复合材料的双喷头FDM 3D打印提供参考。

摘要：针对机电产品装配过程中智能化程度不高、工艺知识量大且繁琐的问题,提出了面向智能装配的装配工艺知识管理方法。研究了基于本体的工艺知识建模方法,利用本体描述语言(OWL)对知识本体进行编码。分析了装配过程涉及的工艺知识的特征,根据知识的类型构建了对应的装配工艺知识库,提出了产品全生命周期装配工艺知识管理方法;设计了基于本体的语义相似度和逻辑推理相结合的工艺知识智能推理流程,结合制造执行系统(MES)和闭环控制思想,提出了装配工艺评价与优化方法。以继电器为对象,验证了机电产品工艺知识管理方法的有效性,开发的工艺管理系统应用在某航天电子企业。

摘要：基于连续与短切碳纤维复合材料双喷头混合3D打印工艺原理,本文研究了连续碳纤维在实验样条中的排布方式,对3D打印中连续碳纤维的层间布局进行工艺规划,并应用于四足机器人仿生腿的制造,以增强四足机器人仿生腿的承载能力。根据不同工况下四足机器人仿生腿的受力分析及静力学仿真结果,得到仿生腿受力时理论应力集中部位,并由此设计承载力实验对仿生腿30°外展工况持续施加力至额定载荷;通过仿生腿在承载力实验中结构失效的部位与仿真时理论应力集中处的对照分析,证明了仿真结果的准确性。依据仿生腿侧面受力时结构失效的测试评估结果,对3D打印仿生腿中的连续碳纤维的布局进行合理工艺规划,在不增大连续碳纤维整体含量的条件下对应力集中部位进行选择性增强,可在提高3D打印性价比的同时使仿生腿的最大拉升强度提升至310 MPa,从而达到更优的承载作用。

摘要：基于变密度方法中的SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)模型,提出一种多复合材料3D打印制造的拓扑优化方法对四足机器人腿部结构进行优化设计。采用体积约束下最小应力的优化方式,同时引入复合材料的本构矩阵,使得优化结果更加合理。针对四足机器人常见工况进行静力学分析,并对最大位移下的载荷情况进行拓扑优化设计。为了验证优化后腿部结构的强度,分别制备拓扑增强和轮廓增强腿部结构并进行试验分析。试验结果表明,拓扑增强结构最大位移比轮廓增强结构在外摆工况下降低了53.57%。拓扑增强结构承载比在0°和30°外摆工况下比轮廓增强结构分别提升了17.98%和24.57%。通过对四足机器人腿部结构优化前后的试验对比可知,经过拓扑优化设计,四足机器人腿部结构力学性能得到提升,优化设计具有可行性。该拓扑优化方法对于提高产品力学性能,具有一定作用。

摘要：测量机器人的出现减少了大量外业观测及记录劳动强度,但测量内业部分环节数字化、批量化程度不高,因此本文以徕卡测量机器人、多测回测角软件为背景研究等级控制平差数据预处理输入智能化,掌握精密全站仪数据采集下载后进行平差前数据预处理方法,达到保证数据输入输出质量、优化内业计算流程、实现预处理全过程高效、规范的目标。

摘要：针对四旋翼无人机实现轻量化和提升力学性能的需求,提出一种连续纤维增材制造工艺和拓扑优化构型设计相结合的方法。首先基于复合丝材制备工艺,以连续碳纤维为增强材料,短切碳纤维填充尼龙为基体材料,通过熔融沉积成型制得复合材料样件,研究成型方向、纤维分布区域和成型路径方式对样件力学性能影响,得到连续碳纤维复合材料的最佳工艺参数为平放打印、纤维层均匀间隔分布和0°成型路径。其次,利用拓扑优化技术对承载能力最弱工况下的四旋翼无人机重新设计,优化后模型的质量比优化前减轻了48%。再结合最佳工艺参数制备不同连续纤维体积分数的四旋翼无人机样件进行压缩性能测试,结果表明连续纤维体积分数为35%时,可在较低成本下提高样件的力学性能。

摘要：近年来金属增材制造技术的快速发展,使其在航空航天、医疗行业、汽车制造等领域得到了大量应用。本文简要介绍了金属增材制造的典型工艺、金属粉末和金属丝材的制备方法以及基于文献统计的方法分析金属增材制造目前的研究热点和发展趋势。结果表明,金属增材制造技术在仿真设计、制造工艺、过程监控、质量评估、后续处理等领域还没有形成完善的研究体系和标准规范,阻碍了不同增材制造技术的应用融合。研究的深入以及材料和工艺的扩展会促进金属增材制造技术的不断突破以更好的满足现代生产的需求,工艺数据库也会应运而生,对零件的性能控制更细化更完善。

摘要：目前连续纤维增强树脂的复合材料在FDM 3D打印技术上的应用发展迅速,但连续纤维材料层和树脂基础材料层两种不同材料的打印层间连接界面的孔隙率大导致打印件整体性能低。针对连续纤维与树脂基础材料由于不同材料差异导致层间黏结差的问题,笔者提出通过在3D打印机喷头上附加辊压辅助装置对打印层面逐一进行机械压实的方法来进一步提高连续纤维增强热塑性聚合物基高性能复合材料打印件的性能。采用正交实验法对比了试验刚性辊压轮作用于打印件成形表面时的不同辊压速度和相较于打印层面不同下压高度等参数的影响。为提高辊压实验的正确性,首先针对辊压速度和下压高度选定了9组不同参数的辊压过程进行仿真,通过数值模拟得出辊压装置最佳下压高度为0.03 mm,辊压速度4 mm/s。然后开发了相应的硬件和软件,包括双喷头与辊压装置的连接机构、辊压轨迹规划与控制算法等,最后通过实际打印模型样件测试验证了连续纤维增强复合材料3D打印零件通过实时辊压来提升性能方法的可行性。

摘要：提出了一种产品设计过程中基于语义距离的设计质量知识的表示及匹配方法,将产品设计过程划分为5个阶段,构建产品设计质量信息模型。依照设计质量信息模型,对设计任务、设计人员和设计质量信息进行分析,以任务元、对象元、信息元来构建三者的形式化描述体系,并建立其数据结构。利用HNC(概念层次网络)知识库,基于语境框架文本相似度计算,并结合语义距离计算,实现了文本间相似度的精确量化和比较。以注塑机方案设计过程为例,实现了设计质量信息匹配,验证了该方法的有效性。

摘要：拓扑优化变密度法得到的优化结构边界呈离散阶梯分布,边缘不清晰且可制造性较差,现有重构算法均基于非参数轮廓的提取,在可适用性及响应精度方面有待改进。针对此类不足提出一种拓扑结构优化方法,利用Canny检测算法提取拓扑优化结构边缘,基于DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法对其结构模型进行聚类分析,得到密度划分的多簇特征点集,利用凸包Graham Scan算法逆序扫描数据点集,连接自然极限边界形成整体轮廓,为考虑可制造性条件下拓扑设计提供一种优化方法。通过典型算例验证了设计方案的可行性,整体结构边缘清晰,且对拓扑构型可能存在的无实义内部空隙有修复作用。结果表明:经处理后的优化构型结构响应度误差较小,满足设计要求。