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[发明专利]一种闭合曲线的激光加工系统-CN200710308514.3无效
发明人：虞钢;王恒海;宁伟健;王立新;郑彩云;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2007-12-29 - 公布日： 2009-07-01 - 主分类号： B23K26/30 文献下载
摘要：本发明公开一种闭合曲线的激光加工系统，包括：激光器；与激光器形成光路连接的激光加工头；用于承载激光加工头的带有电机的机器人本体；测量头；用于装夹加工件并且为加工提供旋转运动的旋转工作台；用于控制激光器、机器人本体和旋转工作台的控制装置；其中所述控制装置包括激光器控制单元、机器人运动控制单元和旋转工作台运动控制单元；激光器控制单元与激光器连接，机器人运动控制单元与电机相连，旋转工作台控制单元与旋转工作台连接。通过应用本系统，实现了激光器、机器人和旋转工作台的多维同步控制，而且所述加工系统开放性强，可以在不同工艺下加工中轴线不同的圆形封闭曲线。
一种闭合曲线激光加工系统

[发明专利]一种激光焊接闭合曲线首尾连接处的方法-CN200710308513.9无效
发明人：虞钢;王恒海;宁伟健;王立新;郑彩云;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2007-12-29 - 公布日： 2009-07-01 - 主分类号： B23K26/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光焊接闭合曲线首尾连接处的方法，在激光焊接闭合曲线焊缝进入收尾阶段后，通过突然提高焊接速度，或者提高焊接速度的同时降低激光功率，焊接闭合曲线焊缝的剩余部分，保证激光焊接闭合曲线收尾时的焊缝首尾连接处不产生凹坑等缺陷，达到良好的焊接收尾成型效果，确保闭合焊缝焊接首尾连接处的平滑连接，而且本方法可以在目前的激光自动焊接设备上通过软件控制实现，应用方便简单。
一种激光焊接闭合曲线首尾连接方法

[发明专利]一种用于激光焊接头的保护装置-CN200710179450.1有效
发明人：虞钢;王恒海;宁伟健;王立新;郑彩云;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2007-12-13 - 公布日： 2009-06-17 - 主分类号： B23K26/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于激光焊接简易保护装置，包括一支架，该支架的一端固定在本体上端口上，另一端通过活动关节与保护气体喷嘴连接；本体由上部呈圆柱形筒，且圆柱形筒延伸成一圆锥形筒的腔体组成，该圆柱形筒壁内的中心位置开一横截面呈圆形的环形通道作为环形充气室，该环形充气室把圆柱形筒分为圆柱筒外环和圆柱筒内环，在圆柱筒外环的壁上开有M个保护气进口，在圆柱筒内环的壁上开有N个保护气外进气口；用于保护激光聚焦镜片的保护镜片水平安装在所述的圆柱形筒上部的内壁上。本发明在不影响激光焊接过程中光束传输的基础上解决了激光焊接过程中聚焦镜的污染问题，同时起到了保护焊缝作用。
一种用于激光焊接保护装置

[发明专利]一种虚拟激光加工过程几何仿真方法-CN200810115468.X无效
发明人：虞钢;钟雷;王立新;宁伟健;郑彩云;何秀丽 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2008-06-24 - 公布日： 2008-11-19 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种虚拟激光柔性加工过程几何仿真方法。该方法包括：1)虚拟加工平台的建立；2)基于CAD数据的轨迹规划；3)轨迹优化；4)基于加工头效应的三角简化算法；5)碰撞检测模型。利用本发明可在计算机可视化环境中观察到加工运动过程，直观显示激光加工机器人与其它设备及工件的碰撞干涉情形及不合理加工轨迹，及早预见加工缺陷，为工艺参数调整及工艺优化提供有效依据，节省人力、物力、时间与成本。
一种虚拟激光加工过程几何仿真方法

[发明专利]激光柔性加工系统-CN200710064749.2无效
发明人：虞钢;颜永振;王建伦;宁伟健;王立新;郑彩云;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2007-03-23 - 公布日： 2008-09-24 - 主分类号： B23K26/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光柔性加工系统，包括：激光器；与激光器形成光路连接的激光加工头；用于承载激光加工头的带有电机的机器人本体；测量头；用于控制激光器和机器人本体的控制装置；导轨及运载小车，其设置在所述的机器人本体的下方，其中所述控制装置包括激光器控制单元和机器人运动控制单元，激光器控制单元和机器人运动控制单元与协调控制单元连接，激光器控制单元与激光器连接，机器人运动控制单元与电机相连。本发明解决了加工件的装载问题，解决了在现有技术的测量头与激光加工头的换位时易产生的与周边环境的碰撞干涉的问题，且控制系统开放性强。
激光柔性加工系统

[发明专利]一种用于对激光束变换的矩形孔径光栅制作方法-CN200610099495.3无效
发明人：虞钢;李少霞;郑彩云;王立新;宁伟健;宋宏伟;刘秀波 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2006-07-24 - 公布日： 2008-01-30 - 主分类号： G02B27/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于对激光束变换的矩形孔径光栅制作方法，包括步骤：1)确定矩形孔径光栅的位相分布，采用均匀采样矩形孔径编码方式；2)根据得到的光栅表面位相分布制得模板；3)将表面涂有感光层的光栅材料基片用模板曝光；4)对表面涂有感光层的光栅材料基片进行腐蚀，制得矩形孔径光栅。本发明具有效率高、设计灵活、成本低的优点。
一种用于激光束变换矩形孔径光栅制作方法

[发明专利]一种测量脉搏波速度的装置和方法-CN200610083127.X无效
发明人：虞钢;李婷;蒋雄京;王晓东;李沈;王立新;宁伟健;郑彩云 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2006-06-05 - 公布日： 2007-12-12 - 主分类号： A61B5/024 文献下载
摘要：本发明公开了一种测量人体或哺乳动物的脉搏波速度的装置和方法。该装置包括至少两个传感器与一信号处理单元连接；第一传感器和第二传感器中至少一个是扩散硅压力传感器。信号处理单元包括放大电路、滤波电路、模数转换电路和主控制电路顺序连接，所述传感器分别与相应的所述放大电路连接。信号处理单元还包括用于将传感器信号进行分离的信号分离电路。该方法包括：1)得到最大脉动信号；2)同时记录相隔一定距离Δs的两路脉搏波信号；3)提取特征参考点；4)计算两路脉搏间的时间差Δt；5)计算脉搏波速度。该装置使用安全、方便，低频响应好。该方法减少了计算量，确定了最终参考点，得到更准确的脉搏波传播时间。
一种测量脉搏波速装置方法

[实用新型]一种具有多轴联动的激光柔性加工装置-CN200620134132.4无效
发明人：虞钢;王建伦;王立新;宁伟建;郑彩云;宋宏伟;刘秀波 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2006-10-20 - 公布日： 2007-11-21 - 主分类号： B23K26/08 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种具有多轴联动的激光柔性加工装置，由激光器、框架结构、激光加工头、测量头和计算机组成，还包括一根光导纤维、一光学变换器；所述的框架结构是在纵向横梁上装有滑轨，在其上设有一由电机带动的水平横梁，在水平横梁上有滑轨，在水平横梁的滑轨上安装一由电机带动的垂直机械臂；光学变换器、激光加工头和测量头均通过固定件安装在垂直机械臂下端；激光器输出端与光学变换器之间联接一根光导纤维，光学变换器与激光加工头相连，计算机与激光器的电源、测量头和驱动机械臂移动的电机相连接；导轨及运载小车设置在所述的框架结构的横梁下方。本实用新型加工精度高、测量速度快、可缩短大型加工件的测量周期。
一种具有联动激光柔性加工装置

[发明专利]一种激光诱发活塞热疲劳的实验装置及实验方法-CN200510114585.0无效
发明人：虞钢;周良;宋宏伟;郑彩云;王立新;宁伟健;张金城;李少霞;王建伦;庞铭;刘兆;王恒海 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2005-10-26 - 公布日： 2007-05-02 - 主分类号： G01N3/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种以激光为热源的活塞热疲劳实验装置及方法，该装置包括：支架、控制装置、加热装置、测温装置、监视装置和冷却装置；加热装置由一激光器和一光束整形器组成，激光器发出的激光通过光束整形器后照射垂直照射到活塞表面，光束整形器将激光器发出的一束激光变换成为一束具有多个同心环形光斑的激光。该方法包括：时间控制模式和温度控制模式。两种控制模式均可实现活塞高周或低周热疲劳模拟。本发明具有能够模拟实际工况下活塞表面的温度场分布、实验周期短、可控性好的优点。
一种激光诱发活塞疲劳实验装置方法

[发明专利]一种嵌入式激光柔性加工过程仿真方法-CN200510076660.9无效
发明人：虞钢;张桃红;王立新;宁伟健;郑彩云;甘翠华;宋宏伟;陈瑶;崔春阳;王建伦 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2005-06-13 - 公布日： 2006-12-20 - 主分类号： G06F17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种将不同加工方式的物理模型嵌入到仿真系统中的一种虚拟激光柔性加工过程仿真方法。该方法包括：1)建立虚拟加工平台；2)轨迹优化；3)建立工艺力学模型；4)检验模型；5)仿真实施。利用本发明可在计算机环境中观察到加工的每一过程，直观显示激光加工机器人与其它设备及工件的碰撞干涉情形及不合理加工轨迹；工艺力学模型综合考虑几何、物理等方面，正确全面地反映加工效果，及早预见加工缺陷，为工艺参数调整及工艺优化提供有效依据，节省人力、物力、时间与成本。
一种嵌入式激光柔性加工过程仿真方法

[发明专利]一种激光制造系统及激光器数字化控制方法-CN200510074813.6无效
发明人：虞钢;张桃红;王立新;王建伦;宁伟健;郑彩云;甘翠华;崔春阳;宋宏伟;陈瑶 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2005-06-03 - 公布日： 2006-12-06 - 主分类号： B23K26/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于PROFIBUS－DP现场总线的激光制造系统及其激光器控制方法。激光制造系统包括控制用计算机、激光器、机械运动装置或机器人、光纤传送和光束变换装置、及其他辅助设施；控制用计算机包含一现场总线卡，激光器带有与所述现场总线卡对应的通信协议；激光器数字化控制方法采用单主站的线型网络拓扑结构，将控制用计算机设置为现场总线的主站，将带有与该现场总线对应的通信协议的激光器设为从站。编程结合现场总线卡动态链接库实现主站与从站之间的通信。本发明能快速简洁地完成数据的实时传输，具有抗干扰能力强、易维护和管理、编制的程序易集成等特点。
一种激光制造系统激光器数字化控制方法

[实用新型]一种活塞热疲劳实验装置-CN200520129593.8无效
发明人：虞钢;周良;宋宏伟;郑彩云;王立新;宁伟健;张金城;李少霞;王建伦;庞铭;刘兆;王恒海 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2005-10-26 - 公布日： 2006-11-08 - 主分类号： G01N25/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种以激光为热源的活塞热疲劳实验装置，该装置包括：支架、控制装置、加热装置、测温装置、监视装置和冷却装置；加热装置由一激光器和一光束整形器组成，激光器发出的激光通过光束整形器后照射垂直照射到活塞表面，光束整形器将激光器发出的一束激光变换成为一束具有多个同心环形光斑的激光。本实用新型具有能够模拟实际工况下活塞表面的温度场分布、实验周期短、可控性好的优点。
一种活塞疲劳实验装置

[发明专利]一种曲面测量方法-CN200410069181.X无效
发明人：虞钢;何学俭;王立新;程惊雷;宁伟建;贾艳华;郑彩云;蒋镜昱;王骏;李新;张金城;王建伦;崔春阳;甘翠华;李海军 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2004-07-07 - 公布日： 2006-01-11 - 主分类号： G01B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种曲面测量方法，用于采集曲面上的多个点的位置数据，该方法包括：将待测曲面划分为多个三角区域，其中所述三角区域为三维空间的平面三角形，其三个顶点位于所述曲面上；所述三角区域的特征距离小于或者等于一预定的阀值，所述特征距离是指三角区域内的一特征点在曲面上的投影点到所述三角区域的距离；将所述三角区域的顶点作为测量点，并测量该测量点的位置数据。本发明的曲面测量方法着重于曲面上测量点的选取，充分利用了待测曲面的几何特性，使得测量点的分布在曲面曲率大的地方密，小的地方疏，减少了冗余数据，大大提高了测量效率和测量速度。
一种曲面测量方法

[实用新型]一种用于激光材料表面处理装置中的光学系统-CN200420006765.8无效
发明人：虞钢;陈瑶;甘翠华;郑彩云;谷雨;张金城;王立新;宁伟健;席明哲;贾艳华;崔春阳;王建伦 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2004-03-12 - 公布日： 2005-07-06 - 主分类号： B23K26/04 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种用于激光材料表面处理装置中的光学系统，包括：激光器、扩束镜和聚焦透镜，激光加工头和光导纤维，激光器输出端与激光加工头之间通过光导纤维连接，还包括一基于Dammann周期性位相光栅原理研制的二元光学转换元件，该二元光学转换元件设置在扩束镜和聚焦透镜之间。利用本实用新型的光学系统应用在表面处理装置中，可灵活有效地控制激光与材料的相互作用区域，极大地提高了材料表面强度、韧性等综合使用性能。
一种用于激光材料表面处理装置中的光学系统

[发明专利]基于自由曲面的三维散乱点集数据进行路径规划的方法-CN200310103316.5无效
发明人：虞钢;贾艳华;程惊雷;刘荷辉;蒋镜昱;何学俭;王立新;宁伟健;张金城;郑彩云;甘翠华;席明哲;谷雨;张桃红;崔春阳 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2003-10-28 - 公布日： 2005-05-04 - 主分类号： G06T11/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于自由曲面的三维散乱点集数据进行路径规划的方法，该方法通过自由曲面的散乱数据插值重构，将三维离散数据点拟合成三角Bernstein－Bézier曲面，再利用三角Bernstein－Bézier曲面对获得的插值曲面进行六维轨迹规划；对于沿任意方向的轨迹规划，可以通过将此方向坐标变换到x－y坐标方向得到轨迹规划；所述的三角Bernstein－ Bézier曲面为三次三角Bernstein－Bézier曲面。本发明方法利用三角Bernstein－Bézier曲面，对三维散乱点集数据自由曲面进行拟合以及在插值曲面上规划六维加工轨迹，从而实现了对任意自由曲面的三维散乱点集数据的路径规划。
基于自由曲面三维散乱集数进行路径规划方法

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