一種數控彎管加工仿真方法及裝置製造方法

2023-06-02 12:27:11

一種數控彎管加工仿真方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種數控彎管加工仿真方法，包括：建立數控彎管機的幾何模型；根據所述幾何模型，建立所述數控彎管機的機構模型，所述機構模型為包括所述數控彎管機的運動特徵信息的數學方程；建立包括所述數控彎管機的性能參數信息的配置模型；根據所述機構模型及配置模型，建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型；對所述機構運動學模型求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態；根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程。本發明提供的技術方案，建模過程簡單，且由於本技術方案能夠描述數控彎管機運動規律的共性和性能參數的特性，具有較高的通用性。
【專利說明】一種數控彎管加工仿真方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械工程領域，尤其涉及一種數控彎管加工仿真方法及裝置。
【背景技術】
[0002]彎管在飛彈、運載火箭、衛星和飛機等複雜產品上大量存在，它們輸送燃料、液壓油、氣體等工作介質。彎管在工作狀態要承受變形和高頻振動，還要承受管內流體的撞擊和脈動，有一部分還要受高壓和溫度變化的影響。因此，複雜產品中的彎管生產工藝要求嚴格，通常採用數控彎管機加工，在實際數控彎管加工前，一般需要通過數控彎管加工過程仿真對彎管的可加工性進行驗證，並檢驗NC (Numerical Control,數字控制，簡稱數控)程序的有效性。
[0003]在現有技術中，對數控彎管加工過程仿真的研究一般依託於特定的項目，大部分針對美國EATON公司的數控彎管機，主要存在如下問題:仿真系統以三維圖形變換理論為基礎，需要對數控彎管機複雜運動聯動關係進行處理，建模過程繁瑣，工作量大；仿真系統只針對特定的某類或某幾類型號數控彎管機建立運動學模型，且模型的性能、運動參數等固定在程序裡，不能更改，只能實現某幾類型號數控彎管機的加工過程仿真，通用性較差。

【發明內容】

[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種數控彎管加工仿真方法及裝置，以解決現有技術中建模過程繁瑣，通用性差的問題。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供了一種數控彎管加工仿真方法，包括:建立數控彎管機的幾何模型；根據所述幾何模型，建立所述數控彎管機的機構模型，所述機構模型為包括所述數控彎管機的運動特徵信息的數學方程；建立包括所述數控彎管機的性能參數信息的配置模型；根據所述機構模型及配置模型，建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型；對所述機構運動學模型求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態；根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程。
[0006]優選的，所述建立所述數控彎管機的機構模型，具體為:根據所述幾何模型及所述數控彎管機的運動規律，建立包括所述數控彎管機的運動特徵的物理模型；根據所述物理模型，建立與所述物理模型對應的數學方程。
[0007]優選的，所述建立所述數控彎管機的物理模型，具體為:根據所述數控彎管機的運動規律及所述幾何模型，確定所述數控彎管機的機架和構件，其中，所述機架為所述數控彎管機的一個不動部件，所述構件為所述數控彎管機的運動部件；根據所述數控彎管機加工過程中的機架和構件之間及不同構件之間的運動約束關係，確定所述數控彎管機的運動副，所述運動副包括:固定副、移動副及旋轉副。
[0008]優選的，所述建立與所述物理模型對應的數學方程，具體為:根據所述數控彎管機的運動副，調用相應的運動副的數學模型，建立運動副約束方程；根據機架與世界坐標系的連接關係，建立機架的約束方程:q_q』 =0，其中，q為機架在任意時刻的坐標，q』為機架在初始時刻的坐標，所述機架的坐標表示為(x，y，z，A 0, A 1； A 2)入3)T，其中X、y、z表示機架在世界坐標系中的三維坐標，X0、X1,入2及入3為機架的歐拉四元數，且入/+ A:2+ A 22+ A 32-1 = 0，T為矩陣轉置符號；建立各個構件的歐拉四元數幾何約束方程:入^+A.^+A^+A^-l = 0，其中，i表示所述數控彎管機的任意一個構件，\ i0> A n、入i2及X i3為第i個構件的歐拉四元數；根據所述運動副約束方程、機架的約束方程及各個構件的歐拉四元數幾何約束方程，確定所述數控彎管機的機構對象約束方程。
[0009]優選的，所述建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型，具體為:建立所述數控彎管機的驅動約束方程；根據所述機構模型、配置模型及所述驅動約束方程建立機構運動學模型。
[0010]優選的，所述建立所述數控彎管機的驅動約束方程，具體為:從所述數控彎管機的配置模型中獲取各個運動部件的運動速度，所述運動速度包括:直線運動速度和旋轉角速度；根據所述數控彎管機的運動規律，確定各個運動部件的運動時間；根據所述運動速度和運動時間，確定各個運動部件的直線運動距離Ik = Vktk或繞軸旋轉角度ek= ?ktk，其中，k表示所述數控彎管機的任意一個運動部件，Vk為第k個運動部件的直線運動速度，COk為第k個運動部件的旋轉角速度，tk為第k個運動部件的運動時間，Ik為第k個運動部件的直線運動距離，0 k為第k個運動部件的繞軸旋轉角度；根據所述直線運動距離，確定所述運動部件對應的移動驅動約束方程:OkD = dTs-lk = 0，其中，OkD為第k個運動部件的移動驅動約束方程，T為矩陣轉置符號，d為平行於所述運動方向的向量，s為所述運動方向上任意兩點的矢量；根據所述繞軸旋轉角度，確定所述運動部件對應的旋轉驅動約束方程:Ork11= 0+2 n-0k = O，其中，Orit11為第k個運動部件的旋轉驅動約束方程，0為第k個運動部件上的任意向量及與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件上的任意向量的夾角，n為第k個運動部件相對於與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件的旋轉圈數；根據所述移動驅動約束方程和旋轉驅動約束方程，建立所述數控彎管機的驅動約束方程。
[0011]優選的，所述仿真所述數控彎管加工過程，具體為:根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀；根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，仿真所述數控彎管機加工過程。
[0012]優選的，所述確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，具體為:根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，將所述待加工彎管的加工過程劃分為直段加工過程和彎段加工過程；確定所述待加工彎管在直段加工過程中的位置、姿態及形狀；確定所述待加工彎管在彎段加工過程中的位置、姿態及形狀。
[0013]本發明還提供了一 種數控彎管加工仿真裝置，包括:第一模型建立模塊，用於建立數控彎管機的幾何模型；第二模型建立模塊，用於根據所述幾何模型，建立所述數控彎管機的機構模型，所述機構模型為包括所述數控彎管機的運動特徵信息的數學方程；第三模型建立模塊，用於建立包括所述數控彎管機的性能參數信息的配置模型；第四模型建立模塊，用於根據所述機構模型及配置模型，建立所述數控彎管機的機構運動學模型；第一確定模塊，用於對所述機構運動學模型求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態；仿真模塊，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程。
[0014]優選的，所述第二模型建立模塊包括:第一模型建立子模塊，用於根據所述幾何模型及所述數控彎管機的運動規律，建立包括所述數控彎管機的運動特徵的物理模型；第二模型建立子模塊，用於根據所述物理模型，建立與所述物理模型對應的數學方程。
[0015]優選的，所述第一模型建立子模塊，包括:第一確定單元，用於根據所述數控彎管機的運動規律及所述幾何模型，確定所述數控彎管機的機架和構件，其中，所述機架為所述數控彎管機的一個不動部件，所述構件為所述數控彎管機的運動部件；第二確定單元，用於根據所述數控彎管機加工過程中的機架和構件之間及不同構件之間的運動約束關係，確定所述數控彎管機的運動副，所述運動副包括:固定副、移動副及旋轉副。
[0016]優選的，所述第二模型建立子模塊，包括:第一創建單元，用於根據所述數控彎管機的運動副，調用相應的運動副的數學模型，建立運動副約束方程；第二創建單元，用於根據機架與世界坐標系的連接關係，建立機架的約束方程:q_q』 = 0，其中，q為機架在任意時刻的坐標，q』為機架在初始時刻的坐標，所述機架的坐標表示為(x，y，z，A0, A1, A2, A3)T，其中x、y、z表示機架在世界坐標系中的三維坐標，、、A1,入2及A3為機架的歐拉四元數，且X 02+ A:2+ A 22+ A 32-1 = 0，T為矩陣轉置符號；第三創建單元，用於建立各個構件的歐拉四元數幾何約束方程:入i02+Ail2+Ai22+Ai32-l = 0，其中，i表示所述數控彎管機的任意一個構件，A i(l、X n、入i2及X i3為第i個構件的歐拉四元數；第三確定單元，用於根據所述運動副約束方程、機架的約束方程及各個構件的歐拉四元數幾何約束方程，確定所述數控彎管機的機構對象約束方程。
[0017]優選的，所述第四模型建立模塊，包括:第一創建子模塊，用於建立所述數控彎管機的驅動約束方程；第三模型建立子模塊，用於根據所述機構模型、配置模型及所述驅動約束方程建立機構運動學模型。
[0018]優選的，所述第一創建子模塊，包括:第一獲取單元，用於從所述數控彎管機的配置模型中獲取各個構件的運動速度，所述運動速度包括:直線運動速度和旋轉角速度;第四確定單元，用於根據所述數控彎管機的運動規律，確定各個構件的運動時間；第五確定單元，用於根據所述運動速度和運動時間，確定各個運動部件的直線運動距離Ik = vktk或繞軸旋轉角度Gk= ?ktk，其中，k表示所述數控彎管機的任意一個運動部件，Vk為第k個運動部件的直線運動速度，為第k個運動部件的旋轉角速度，tk為第k個運動部件的運動時間，Ik為第k個運動部件的直線運動距離，0k為第k個運動部件的繞軸旋轉角度；第六確定單元，用於根據所述直線運動距離，確定所述運動部件對應的移動驅動約束方程:OkD =dTs-lk = 0，其中，OkD為第k個運動部件的移動驅動約束方程，T為矩陣轉置符號，d為平行於所述運動方向的向量，s為所述運動方向上任意兩點的矢量；第七確定單元，用於根據所述繞軸旋轉角度，確定所述運動部件對應的旋轉驅動約束方程:Orit11 = 0+2 Jin-Sk = O,其中，Orit11為第k個運動部件的旋轉驅動約束方程，0為第k個運動部件上的任意向量及與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件上的任意向量的夾角，n為第k個運動部件相對於與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件的旋轉圈數；第四創建單元，用於根據所述移動驅動約束方程和旋轉驅動約束方程，建立所述數控彎管機的驅動約束方程。
[0019]優選的，所述仿真模塊，包括:第一確定子模塊，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀；仿真子模塊，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，仿真所述數控彎管機加工過程。
[0020]優選的，所述第一確定子模塊，包括:劃分單元，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，將所述待加工彎管的加工過程劃分為直段加工過程和彎段加工過程；第八確定單元，用於確定所述待加工彎管在直段加工過程中的位置、姿態及形狀；第九確定單元，用於確定所述待加工彎管在彎段加工過程中的位置、姿態及形狀。
[0021]本發明的上述技術方案的有益效果如下:
[0022]本發明提供了一種數控彎管加工仿真方法及裝置，將數控彎管機作為由多個構件及運動副組成的空間機構，並建立其機構信息模型，根據數控彎管機的運動規律，建立其機構運動學模型，以迭代法求解運動學方程，得到機構廣義坐標，實現了基於機構運動學模型的數控彎管加工過程仿真，避免了對數控彎管機複雜運動聯動關係的處理，使得建模過程簡單，且由於本技術方案能夠描述數控彎管機運動規律的共性和性能參數的特性，具有較高的通用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發明實施例1提供的數控彎管加工仿真方法的流程圖。
[0024]圖2為數控彎管機的信息模型示意圖。
[0025]圖3為數控彎管機的工具機本體的裝配層次關係。
[0026]圖4為數控彎管機的幾何模型及其主要運動坐標軸。
[0027]圖5為數控彎管機的機架和構件之間及不同構件之間的運動副約束關係。
[0028]圖6為單頭數控彎管機加工過程中各部件的運動規律。
[0029]圖7為實現數控彎管機與待加工彎管的關聯顯示的過程。
[0030]圖8a為待加工彎管尚未成形的示意圖。
[0031]圖8b為待加工彎管正在成形的示意圖。
[0032]圖Sc為待加工彎管已成形的示意圖。
[0033]圖9為本發明提供的數控彎管加工仿真裝置結構示意圖。
[0034]圖1Oa為對數控彎管機確定構件及機架的操作界面示意圖。
[0035]圖1Ob為對數控彎管機確定運動副的操作界面示意圖。
[0036]圖1Oc為對數控彎管機確定配置模型的操作界面示意圖。
[0037]圖1la為VB200HP數控彎管機的數控彎管加工過程仿真的瞬時狀態的示意圖。
[0038]圖1lb為SWING數控彎管機的數控彎管加工過程仿真的瞬時狀態的示意圖。
【具體實施方式】[0039]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0040]本發明提供的實施例針對現有技術中數據彎管機加工仿真方法建模過程複雜，通用性差的問題，提供了 一種數控彎管加工仿真方法及裝置，將數控彎管機作為由多個構件及運動副組成的空間機構，並建立其機構信息模型，根據數控彎管機的運動規律，建立其機構運動學模型，以迭代法求解運動學方程，得到機構廣義坐標，實現了基於機構運動學模型的數控彎管加工過程仿真，避免了對數控彎管機複雜運動聯動關係的處理，使得建模過程簡單，且由於本技術方案能夠描述數控彎管機運動規律的共性和性能參數的特性，具有較高的通用性。
[0041]圖1為本發明實施例1提供的數控彎管加工仿真方法的流程圖。如圖所示，所述方法包括:
[0042]步驟S100，建立數控彎管機的幾何模型；
[0043]步驟S102，根據所述幾何模型，建立所述數控彎管機的機構模型，所述機構模型為包括所述數控彎管機的運動特徵信息的數學方程；
[0044]步驟S104，建立包括所述數控彎管機的性能參數信息的配置模型；
[0045]步驟S106，根據所述機構模型及配置模型，建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型；
[0046]步驟S108，對所述機構運動學模型求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態；
[0047]步驟S110，根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程。
[0048]在上述技術方案中，將數控彎管機視為一個空間機構，通過對其進行機構運動學建模與求解，模擬彎管加工過程中導管和數控彎管機運動部件的運動過程。機構是構件通過運動副連接組成的可動系統，能傳遞或變換力和運動，在機電產品中廣泛應用。通過建立數控彎管機的信息模型，如圖2所示，所述信息模型包括用於顯示及後續建模的幾何模型，幾何模型描述了數控彎管機的幾何和拓撲信息，包括數控彎管機的組成部件及它們之間的關係；用於描述運動特徵的機構模型，包括數控彎管機的各個部件的運動方式及各個運動之間的約束關係，不同的單頭數控彎管機的各部件的運動方式和對應的約束關係均相同，機構模型體現了數控彎管機的運動規律的共性；用於描述數控彎管機性能參數的配置模型，不同的單頭數控彎管機具有不同的工藝參數和裝調方式，配置模型描述數控彎管機的工藝參數和性能特性；創建確定彎管加工過程中數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型，通過對該機構運動學模型進行求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態，根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程，該方法建模過程簡單且具有通用性。
[0049]所述建立所述數控彎管機的幾何模型，可以具體為:建立所述數控彎管機的工具機本體的零部件模型；根據所述工具機本體的裝配關係將所述零部件模型進行裝配。
[0050]在上述技術方案中，由於數控彎管機主要由伺服系統、數控裝置和工具機本體等組成，數控彎管機運動仿真主要分析組成工具機本體的各個零部件的運動規律，作為電氣控制的伺服系統、數控裝置等不包括在機構運動仿真的範疇。彎管機幾何建模主要是由CAD軟體，如Pro/E、UG、SoIidWorks等構建工具機本體各零部件的三維CAD模型，並按工具機本體的裝配層次關係進行裝配得到彎管機的幾何裝配模型，如圖3所示。所示為數控彎管機的工具機本體的裝配層次關係。所述三維CAD模型主要包括:工具機非運動部件的幾何模型，如床身、導軌等；工具機運動部件的幾何模型，如小車、夾頭、彎曲臂、夾緊膜支座、壓力模夾持支座、壓力模隨動支座等；模夾具的幾何模型，如滾輪、夾緊膜，壓力模，防皺模等。幾何模型的準確性影響仿真過程碰撞幹涉檢測的真實性，所以幾何模型應該能準確反映數控彎管機零部件的幾何信息和拓撲關係，並符合彎管機的運動規律，同時在滿足要求的前提下，儘可能使幾何模型簡化，使其數據量小，處理簡單。
[0051]優選的，所述建立包括所述數控彎管機的運動特徵信息的機構模型，可以具體為:根據所述幾何模型及所述數控彎管機的運動規律，建立包括所述數控彎管機的運動特徵的物理模型；根據所述物理模型，建立所述數控彎管機的數學模型，所述數學模型為與所述物理模型對應的數學方程。
[0052]在上述技術方案中，物理模型是通過對幾何模型添加約束及位移等屬性信息形成的包括數控彎管機的運動特徵的模型，數學模型是根據物理模型的特性，建立的描述數控彎管機的運動特徵的數學方程。
[0053]優選的，所述建立所述數控彎管機的物理模型，可以具體為:根據所述數控彎管機的運動規律及所述幾何模型，確定所述數控彎管機的機架和構件，其中，所述機架為所述數控彎管機的一個不動部件，所述構件為所述數控彎管機的運動部件；根據所述數控彎管機加工過程中的機架和構件之間及不同構件之間的運動約束關係，確定所述數控彎管機的運動副，所述運動副包括:固定副、移動副及旋轉副。
[0054]在上述技術方案中，物理模型的建立包括:
[0055]構件和機架的確定，構件和機架是機構的組成部分，根據數控彎管機的運動規律，在幾何模型的基礎上，確定數控彎管機的各個運動部件為相應的構件，確定數控彎管機的一個不動部件，例如床身，為機架。
[0056]運動副的確定。運動副是機構必要的組成部分，描述了機構中各個部件的運動約束關係。為了具體確定運動的方向、速度和距離，需建立數控彎管機的運動坐標系，可以採用數控彎管機生產廠商美國Eaton Lenard公司所用的坐標系，如圖4所示為數控彎管機的幾何模型及其主要運動坐標軸。數控彎管加工過程由主運動及輔助運動組成，主運動包括:小車沿Y軸的送管運動，夾頭沿B軸的轉管運動，彎曲臂沿C軸的彎管運動；輔助運動包括:夾緊模支座沿Z軸、X軸的夾持運動，壓力模隨動支座沿Y軸的隨動運動及復位運動，壓力模夾持支座沿X軸的夾持運動。根據上述運動約束關係，確定數控彎管機的運動副。圖5為數控彎管機的機架和構件之間及不同構件之間的運動副約束關係，其中，X、Y、B及C指的是數控彎管機的運動坐標軸，如圖所示，例如，床身與床頭之間為固定副，即床頭與床身保持相對靜止，而床頭與壓力膜夾持支座之間為X移動副，即壓力模夾持支座相對於床頭沿X軸移動。
[0057]優選的，所述建立與所述物理模型對應的數學方程，可以具體為:根據所述數控彎管機的運動副，調用相應的運動副的數學模型，建立運動副約束方程；根據機架與世界坐標系的連接關係，建立機架的約束方程Ob:05B = q_q』 = 0，其中，q為機架在任意時刻的坐標，q』為機架在初始時刻的坐標，所述機架的坐標表示為(x，y，z，A0, A1, A2, X3)T，其中，x、y、Z表示機架在世界坐標系中的三維坐標，A1,入2及A3為機架的歐拉四元數，且入/+ A:2+ A 22+ A 32-1 = O，T為矩陣轉置符號；建立各個構件的歐拉四元數幾何約束方程:入^+A.^+A^+A^-l = O，其中，i表示所述數控彎管機的任意一個構件，\ i0> A n、入i2及X i3為第i個構件的歐拉四元數；根據所述運動副約束方程、機架的約束方程及各個構件的歐拉四元數幾何約束方程，確定所述數控彎管機的機構對象約束方程。
[0058]在上述技術方案中，數控彎管機的數學模型包括運動副約束方程及機架約束和各個構件的歐拉四元數幾何約束。
[0059]其中，運動副約束根據所述數控彎管機的運動副，調用相應的運動副的數學模型來創建。如圖5所示，所述數控彎管機包括13個運動副。因此，所述數控彎管機的運動約束方程: W=(ΦMki Φmk2...Φmkj...Φ\n) T = 0，上述運動約束方程為一個方程組，以矩陣的形式表示，其中，j表示13個運動副中的任意一個，Φmkj表示第j個運動副的約束方程組，n為13，T表示矩陣的轉置。
[0060]根據運動副的數學模型可知:
[0061]移動副的約束方程為:ΦyM = (Φy3 Φt2)T = 0，旋轉副的約束方程為=(Φy2 Φt3)T = 0，固定副的約束方程為:O/= (Φy3 Φt3)T = O。其中，Ot2表示兩個方向的移動約束，c^t3表不三個方向的移動約束，①Y2表不兩個方向的轉動約束，①Y3表不三個方向的轉動約束。
[0062]機架的約束方程用來描述機架與世界坐標系的連接關係，利用笛卡爾坐標系下的歐拉四元數七坐標對機架的空間位置和姿態進行表示:(X，y，z，A0, A1, A2, X3)T，其中，T表示矩陣的轉置符號，x、y、z表示機架在世界坐標系中的三維坐標，Ac1、入1、入2及入3為機架的歐拉四元數，且入。2+入12+入22+入32-1 = 0，機架的約束方程可表示為:(1-(1』 =0，其中，q為機架在任意時刻的歐拉四元數七坐標，q』為機架在初始時刻的歐拉四元數七坐標。
[0063]由於機構的約束方程以歐拉四元數作為廣義坐標，因此，對各個構件也需要建立歐拉四元數幾何約束方程。如圖5所示，所述數控彎管機中共有12個構件，構件的歐拉四元數幾何約束方程為:X i(l2+X n2+X i22+X i32-l = 0，i表示12個構件中的任意一個構件，入1(|、入n、\i2R Xi3為第i個構件的歐拉四元數。因此，可以得出所述數控彎管機的構件的歐拉四元數幾何約束方程Φe: Φe = (Φe1 Φe2...Φe1...ΦEs)T = 0，其中，表示第i個構件的歐拉四元數幾何約束方程，s為12。
[0064]根據所述運動副約束方程、機架的約束方程及各個構件的歐拉四元數幾何約束方程，確定所述數控彎管機的機構對象約束方程為=(ΦmΦb Φe)t = 0
[0065]而數控彎管機的配置模型不僅描述了數控彎管機的加工參數和初始化方式，而且相關參數的定義也為下一步建立驅動約束方程提供數據準備。配置模型主要包括三方面內容:數控彎管機的工具機的運動部件的運動速度，模夾具裝夾運動的距離，反映實際數控彎管機各運動部件的運動速度以及模夾具裝夾導管時的運動行程，是配置模型的主要內容之一，為建立機構運動學模型提供了相關參數；待加工彎管的管徑及彎曲半徑，主要限定數控彎管機的加工參數，對彎管的數據控制信息作前期檢測，防止待加工彎管的信息超出數控彎管機的加工能力範圍；加工前的初始化方式，當數控彎管機加工不同管徑和彎曲半徑的彎管時，需更換模夾具，此時模夾具的夾持中心與數控彎管機主運動的Y軸不重合，通常單頭數控彎管機有三種方式進行調整使得夾持中心與Y軸重合:床頭部件沿X軸平移、床頭部件沿X軸平移及繞B軸旋轉和/或小車沿X軸平移，通過定義調整部件及調整方式，在仿真前對相應部件作位姿平移或旋轉變換，實現床頭或小車的初始化，其中，上述的X軸、Y軸及B軸為數控彎管機的運動坐標軸。
[0066]優選的，所述建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型，可以具體為:建立所述數控彎管機的驅動約束方程；根據所述機構模型、配置模型及所述驅動約束方程建立機構運動學模型。
[0067]在上述技術方案中，由於所述數控彎管機的位置和姿態可以通過驅動約束方程來確定，因此，需要建立數控彎管機的驅動約束方程，在所述機構模型的基礎上，根據驅動約束方程建立描述數控彎管機運動學規律的機構運動學模型。
[0068]優選的，所述建立所述數控彎管機的驅動約束方程，可以具體為:從所述數控彎管機的配置模型中獲取各個運動部件的運動速度，所述運動速度包括:直線運動速度和旋轉角速度；根據所述運動速度和運動時間，確定各個運動部件的直線運動距離Ik = vktk或繞軸旋轉角度Gk= ?ktk，其中，k表示所述數控彎管機的任意一個運動部件，Vk為第k個運動部件的直線運動速度，為第k個運動部件的旋轉角速度，tk為第k個運動部件的運動時間，Ik為第k個運動部件的直線運動距離，0 k為第k個運動部件的繞軸旋轉角度；根據所述直線運動距離，確定所述運動部件對應的移動驅動約束方程:OkD = dTs-lk = 0，其中，OkD為第k個運動部件的移動驅動約束方程，T為矩陣轉置符號，d為平行於所述運動方向的向量，s為所述運動方向上任意兩點的矢量；根據所述繞軸旋轉角度，確定所述運動部件對應的旋轉驅動約束方程:Orit11= 0+2jin-0k = 0，其中，Orit11為第k個運動部件的旋轉驅動約束方程，9為第k個運動部件上的任意向量及與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件上的任意向量的夾角，n為第k個運動部件相對於與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件的旋轉圈數；根據所述移動驅動約束方程和旋轉驅動約束方程，建立所述數控彎管機的驅動約束方程。
[0069]在上述技術方案中，為所述數控彎管機建立驅動約束方程，如圖5所示，由於所述數控彎管機由5個移動副、2個旋轉副和6個固定副組成，即有7個自由度，因此，需要為所述數控彎管機建立7個驅動約束方程。
[0070]由於數控彎管機有兩種運動方式:直線運動和繞軸運動。驅動約束方程中的驅動參數主要為隨時間的直線移動距離及繞軸旋轉角度，驅動參數可以通過數控彎管機的運動部件的運動速度和相應的運動時間獲取。運動速度可以從數控彎管機的配置模型中獲取，數控彎管機的運動部件的運動規律決定了運動部件的運動時間。圖6為單頭數控彎管機加工過程中各部件的運動規律，從圖中可以得出數控彎管機的各個部件的運動先後次序，根據所述規律，可以得到運動部件每次運動的起止時刻，從而得到運動部件的運動時間，如圖所示，數控彎管機的運動步驟依次為:
[0071]S600，夾緊膜支座及壓力膜支持支座放鬆；
[0072]S602，小車初始化；
[0073]S604,小車送進，即小車執行送管操作；
[0074]S606，夾緊膜支座及壓力膜支持支座夾緊；
[0075]S608，彎曲臂旋轉，小車及壓力膜隨動支座隨動；
[0076]S610，夾緊膜支座及壓力膜支持支座放鬆；[0077]S612，壓力膜隨動支座復位；
[0078]S614，小車送進；
[0079]S616，彎曲臂復位；
[0080]S618，夾頭旋轉；
[0081]S620，夾緊膜支座及壓力膜支持支座夾緊；
[0082]S622，判斷此時是否是對最後一段彎管進行彎曲操作，如果是，則進入S624，否則，進入608 ；
[0083]S624，小車復位；
[0084]S626，彎曲臂旋轉，壓力膜隨動支座隨動；
[0085]S628，夾緊膜支座及壓力膜夾持支座放鬆。
[0086]根據運動速度及對應的運動時間，當運動部件作直線運動時即可得到運動部件的直線移動距離Ik = vktk，當運動部件作繞軸運動時即可得到繞軸旋轉角度ek= ?ktk，其中，Vk為第k個運動部件的直線運動速度，COk為第k個運動部件的旋轉角速度，tk為第k個運動部件的運動時間，Ik為第k個運動部件的直線運動距離，0 k為第k個運動部件的繞軸旋轉角度。
[0087]移動驅動約 束為作用在移動副上的一種以距離為驅動形式的約束，具體表現為在移動方向上移動距離的變化，移動驅動約束方程可以表示為:OtkD = dTs-lk = 0，其中，OtkD為第k個運動部件的移動驅動約束方程，d為平行於所述運動方向的向量，s為所述運動方向上任意兩點的矢量。
[0088]所述數控彎管機中有5個移動副，因此，數控彎管機的移動驅動約束方程為:OtD
=(①Ud ①t2D Ot311 Ot411 Ot = O。
[0089]旋轉驅動約束為作用在旋轉副上的一種以角度為驅動形式的約束，具體表現為旋轉副轉動過程中分別固連在相鄰兩剛體上的向量夾角的變化，旋轉驅動約束方程可以表示為:Orit11= e+2Jin-0k = O，其中，①AD為第k個運動部件的旋轉驅動約束方程，0為旋轉副轉動過程中分別固連在相鄰兩剛體上的向量夾角，n為旋轉的圈數；
[0090]所述數控彎管機中有2個旋轉副，因此，數控彎管機的旋轉驅動約束方程為:0/=((6^ Or21V = O。
[0091]根據所述移動驅動約束方程和旋轉驅動約束方程，建立所述數控彎管機的驅動約束方程:oD = (otD OrD)T = 0
[0092]優選的，所述對所述機構運動學模型求解，可以具體為:使用迭代法對所述機構運動學模型求解。
[0093]根據所述機構模型、配置模型及所述驅動約束方程建立機構運動學模型為:
?K=:D =?，1亥豐幾豐勾€雲力#+莫3^力#〒^豐示白勺__十生力矛呈會且，工矛呈#冑±—1$$
迭代的方法得到數值近似解。Newton-Raphson迭代法因其收斂階數是2階，收斂速度快，是被廣泛應用的非線性方程組數值解法之一。採用Newton-Raphson迭代法對數控彎管機機構運動學方程組進行求解:
[0094]假設機構運動學模型有M個方程，則機構運動學模型可以表示為(q) = (O1
O2...0m)t = 0，其中，O (q)表示機構運動學模型為關於廣義坐標q的方程，①(q)由M個方程O1, O2,...，組成。設進行第h次迭代的廣義坐標為qh，且第h+1次迭代與第h次迭代滿足:qh+ A q = qh+1，廣義坐標增量A q可通過下述公式計算求得:~Aq = -^iqh) ^
其中，為運動約束方程關於qh的Jacobi矩陣，O (qh)為關於qh的運動約束方程組的值。
假設正誤差閾值e是可以接受停止迭代的最小值，則當第h次迭代的廣義坐標qh滿足MaXdO1(Qh) I, |02(qh) I,..., |0M(qh) |) < e時，qh即為機構運動約束方程的精確解。
[0095]優選的，所述仿真所述數控彎管加工過程，可以具體為:根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀；根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，仿真所述數控彎管機加工過程。
[0096]由於對數控彎管機機構運動學模型進行求解需要消耗一定的時間，求解速度無法滿足實時渲染的要求。
[0097]為了實現數控彎管機運動仿真過程的連續顯示，通常採用先求解後顯示的處理方法，即先求解方程並存儲計算所得的數據，當方程求解完畢後，利用存儲的數據實現機構的運動仿真。數據的存儲以時間節點為單位，時間節點可以以默認時間間隔At = 0.02s劃分，存儲數據為:(q1，q2，...，qm，...)，其中，qm表示在時間節點m處，數控彎管機的廣義坐標，該廣義坐標包括了數控彎管機的位置與姿態。
[0098]為實現對待加工彎管的加工過程的仿真，應當確定與數控彎管機的位置和姿態對應的待加工彎管的位置、姿態及形狀即使得數控彎管機的運動與待加工彎管的動態成形得以關聯，可以採用以 時間節點驅動待加工彎管的動態成形的處理方式，將待加工彎管的動態成形的整個過程按時間節點總數N = T/ △ t (T為整個仿真過程所需的總時間)均分，即相鄰兩次導管動態成形狀態相差時間間隔At = 0.02s，即每隔At的時間，獲取數控彎管機的位置與姿態信息，確定當前時刻的待加工彎管的位置、姿態及形狀並顯示，從而實現數控彎管機與待加工彎管的關聯顯示。圖7為實現數控彎管機與待加工彎管的關聯顯示的過程，如圖所示，包括:
[0099]步驟S700，當前時刻是否為m* At，其中，m為大於0的整數，如果當前時刻為m*At，則進入步驟S702。
[0100]步驟S702，獲取數控彎管機的廣義坐標qm。
[0101]步驟S704，判斷數控彎管機是否進行主運動，如果是，則進入步驟S706，否則，進入步驟S710 ;由於在數控彎管機進行主運動時，待加工彎管才發生動態彎曲成形過程，需要判斷數據彎管機的運動部件是否發生主運動。
[0102]步驟S706，待加工彎管進行相應的平移、旋轉或掃描等操作；在此步驟中，確定待加工彎管此時刻的位置與姿態，可實現待加工彎管動態彎曲成形過程。
[0103]步驟S708，刷新顯示；
[0104]步驟S710，判斷m是否達到時間節點N，當已經達到時間節點上限時，則結束此次顯示過程。
[0105]通過上述步驟，即可實現數控彎管機運動與導管動態成形的協調一致輸出，二者的協調運動過程最終實現數控彎管加工過程仿真。[0106]待加工彎管的加工成形過程是一個彎管空間形狀和位姿不斷變化的過程，如果在彎曲成形過程仿真中針對每次空間形狀及位姿變化都重新計算中心線構造導管實體，會佔用大量的計算資源，導致仿真流暢性差。
[0107]為了解決上述技術問題，優選的，所述確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，可以具體為:根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，將所述待加工彎管的加工過程劃分為直段加工過程和彎段加工過程；確定所述待加工彎管在直段加工過程中的位置、姿態及形狀；確定所述待加工彎管在彎段加工過程中的位置、姿態及形狀。
[0108]在上述技術方案中，採用分段參數化建模，將待加工彎管視為由直段和彎段組成，即將待加工彎管的加工過程劃分為直段加工過程和彎段加工過程，直段與彎段分別完成變形及位姿變化，可以減少計算機資源的佔用。
[0109]如圖4所示，數控彎管機由三種主運動，分別為:Y主運動:小車沿Y軸的送管運動；B主運動:夾頭沿B軸的轉管運動；C主運動:彎曲臂沿C軸的彎管運動；根據這三種主運動，對待加工彎管的操作方法有三種:1)若發生Y主運動，則所有待加工彎管段沿Y軸平移；2)若發生B主運動，則所有待加工彎管段沿B軸旋轉；3)若發生C主運動，則已成形的待加工彎管段沿C軸旋轉，正在加工的待加工彎管段沿中心線掃描而成，未加工的待加工彎管段沿Y軸平移。
[0110]當數控彎管機執行Y主運動或B主運動時，待加工彎管僅作沿Y軸的平移運動或沿B軸的旋轉運動，其平移或旋轉變換矩陣分別為:
【權利要求】
1.一種數控彎管加工仿真方法，其特徵在於，包括: 建立數控彎管機的幾何模型； 根據所述幾何模型，建立所述數控彎管機的機構模型，所述機構模型為包括所述數控彎管機的運動特徵信息的數學方程； 建立包括所述數控彎管機的性能參數信息的配置模型； 根據所述機構模型及配置模型，建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型； 對所述機構運動學模型求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態； 根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程。
2.如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述建立所述數控彎管機的機構模型，具體為: 根據所述幾何模型及所述數控彎管機的運動規律，建立包括所述數控彎管機的運動特徵的物理模型； 根據所述物理模型，建立與所述物理模型對應的數學方程。
3.如權利要求2所述方法，其特徵在於，所述建立所述數控彎管機的物理模型，具體為: 根據所述數控彎管機的運動規律及所述幾何模型，確定所述數控彎管機的機架和構件，其中，所述機架為所述數控彎管機的一個不動部件，所述構件為所述數控彎管機的運動部件； 根據所述數控彎管機加工過程中的機架和構件之間及不同構件之間的運動約束關係，確定所述數控彎管機的運動副，所述運動副包括:固定副、移動副及旋轉副。
4.如權利要求3所述方法，其特徵在於，所述建立與所述物理模型對應的數學方程，具體為: 根據所述數控彎管機的運動副，調用相應的運動副的數學模型，建立運動副約束方程; 根據機架與世界坐標系的連接關係，建立機架的約束方程:q_q』 = O，其中，q為機架在任意時刻的坐標，q』為機架在初始時刻的坐標，所述機架的坐標表示為(x, y, z, A0, A1, A2, A3)T，其中x、y、Z表示機架在世界坐標系中的三維坐標，A。、A1,入2及入3為機架的歐拉四元數，且入/+入!2+ A 22+ A 32-1 = O，T為矩陣轉置符號； 建立各個構件的歐拉四元數幾何約束方程:\ i02+ A n2+ A i22+ A i32-l = 0，其中，i表示所述數控彎管機的任意一個構件，、i0> A n> Ai2^ A i3為第i個構件的歐拉四元數； 根據所述運動副約束方程、機架的約束方程及各個構件的歐拉四元數幾何約束方程，確定所述數控彎管機的機構對象約束方程。
5.如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述建立包括所述數控彎管機的位置和姿態的機構運動學模型，具體為: 建立所述數控彎管機的驅動約束方程； 根據所述機構模型、配置模型及所述驅動約束方程建立機構運動學模型。
6.如權利要求5所述方法，其特徵在於，所述建立所述數控彎管機的驅動約束方程，具體為: 從所述數控彎管機的配置模型中獲取各個運動部件的運動速度，所述運動速度包括:直線運動速度和旋轉角速度； 根據所述數控彎管機的運動規律，確定各個運動部件的運動時間； 根據所述運動速度和運動時間，確定各個運動部件的直線運動距離Ik = Vktk或繞軸旋轉角度ek= ?ktk，其中，k表示所述數控彎管機的任意一個運動部件，Vk為第k個運動部件的直線運動速度，《 k為第k個運動部件的旋轉角速度，tk為第k個運動部件的運動時間，Ik為第k個運動部件的直線運動距離，0 k為第k個運動部件的繞軸旋轉角度； 根據所述直線運動距離，確定所述運動部件對應的移動驅動約束方程:OkD = dTs-lk =.0，其中，為第k個運動部件的移動驅動約束方程，T為矩陣轉置符號，d為平行於所述運動方向的向量，s為所述運動方向上任意兩點的矢量； 根據所述繞軸旋轉角度，確定所述運動部件對應的旋轉驅動約束方程:Oad =0+2jin-0k = O，其中，Orit11為第k個運動部件的旋轉驅動約束方程，0為第k個運動部件上的任意向量及與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件上的任意向量的夾角，n為第k個運動部件相對於與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件的旋轉圈數； 根據所述移動驅動約束方程和旋轉驅動約束方程，建立所述數控彎管機的驅動約束方程。
7.如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述仿真所述數控彎管加工過程，具體為: 根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀； 根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，仿真所述數控彎管加工過程。
8.如權利要求7所述方法，其特徵在於，所述確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，具體為: 根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，將所述待加工彎管的加工過程劃分為直段加工過程和彎段加工過程； 確定所述待加工彎管在直段加工過程中的位置、姿態及形狀； 確定所述待加工彎管在彎段加工過程中的位置、姿態及形狀。
9.一種數控彎管加工仿真裝置，其特徵在於，包括: 第一模型建立模塊，用於建立數控彎管機的幾何模型； 第二模型建立模塊，用於根據所述幾何模型，建立所述數控彎管機的機構模型，所述機構模型為包括所述數控彎管機的運動特徵信息的數學方程； 第三模型建立模塊，用於建立包括所述數控彎管機的性能參數信息的配置模型； 第四模型建立模塊，用於根據所述機構模型及配置模型，建立所述數控彎管機的機構運動學模型； 第一確定模塊，用於對所述機構運動學模型求解，確定所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態； 仿真模塊，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，仿真所述數控彎管加工過程。
10.如權利要求9所述裝置，其特徵在於，所述第二模型建立模塊包括: 第一模型建立子模塊，用於根據所述幾何模型及所述數控彎管機的運動規律，建立包括所述數控彎管機的運動特徵的物理模型； 第二模型建立子模塊，用於根據所述物理模型，建立與所述物理模型對應的數學方程。
11.如權利要求10所述裝置，其特徵在於，所述第一模型建立子模塊，包括: 第一確定單元，用於根據所述數控彎管機的運動規律及所述幾何模型，確定所述數控彎管機的機架和構件，其中，所述機架為所述數控彎管機的一個不動部件，所述構件為所述數控彎管機的運動部件； 第二確定單元，用於根據所述數控彎管機加工過程中的機架和構件之間及不同構件之間的運動約束關係，確定所述數控彎管機的運動副，所述運動副包括:固定副、移動副及旋轉副。
12.如權利要求11所述裝置，其特徵在於，所述第二模型建立子模塊，包括: 第一創建單元，用於根據所述數控彎管機的運動副，調用相應的運動副的數學模型，建立運動副約束方程； 第二創建單元，用於根據機架與世界坐標系的連接關係，建立機架的約束方程:q_q』=0，其中，q為機架在任意 時刻的坐標，q』為機架在初始時刻的坐標，所述機架的坐標表示為(x，y，z，A0, A1, A2, X3)1，其中x、y、z表示機架在世界坐標系中的三維坐標，A 0> A1,入2及入3為機架的歐拉四元數，且入/+入!2+ A 22+ A 32-1 = 0，T為矩陣轉置符號； 第三創建單元，用於建立各個構件的歐拉四元數幾何約束方程:入^+A.^+A^+A^-l = 0，其中，i表示所述數控彎管機的任意一個構件，\ i0> A n、入i2及入i3為第i個構件的歐拉四元數； 第三確定單元，用於根據所述運動副約束方程、機架的約束方程及各個構件的歐拉四元數幾何約束方程，確定所述數控彎管機的機構對象約束方程。
13.如權利要求9所述裝置，其特徵在於，所述第四模型建立模塊，包括: 第一創建子模塊，用於建立所述數控彎管機的驅動約束方程； 第三模型建立子模塊，用於根據所述機構模型、配置模型及所述驅動約束方程建立機構運動學模型。
14.如權利要求13所述裝置，其特徵在於，所述第一創建子模塊，包括: 第一獲取單元，用於從所述數控彎管機的配置模型中獲取各個構件的運動速度，所述運動速度包括:直線運動速度和旋轉角速度； 第四確定單元，用於根據所述數控彎管機的運動規律，確定各個構件的運動時間；第五確定單元，用於根據所述運動速度和運動時間，確定各個運動部件的直線運動距離Ik = vktk或繞軸旋轉角度0 k = ?ktk，其中，k表示所述數控彎管機的任意一個運動部件，Vk為第k個運動部件的直線運動速度，為第k個運動部件的旋轉角速度，tk為第k個運動部件的運動時間，Ik為第k個運動部件的直線運動距離，0 k為第k個運動部件的繞軸旋轉角度； 第六確定單元，用於根據所述直線運動距離，確定所述運動部件對應的移動驅動約束方程= dTs-lk = 0，其中，OkD為第k個運動部件的移動驅動約束方程，T為矩陣轉置符號，d為平行於所述運動方向的向量，S為所述運動方向上任意兩點的矢量； 第七確定單元，用於根據所述繞軸旋轉角度，確定所述運動部件對應的旋轉驅動約束方程:OritD= 0+2Jin-0k = O，其中，Orit11為第k個運動部件的旋轉驅動約束方程，0為第k個運動部件上的任意向量及與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件上的任意向量的夾角，n為第k個運動部件相對於與所述運動部件相鄰且與所述運動部件存在旋轉約束關係的運動部件的旋轉圈數； 第四創建單元，用於根據所述移動驅動約束方程和旋轉驅動約束方程，建立所述數控彎管機的驅動約束方程。
15.如權利要求9所述裝置，其特徵在於，所述仿真模塊，包括: 第一確定子模塊，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，確定與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀； 仿真子模塊，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及與所述數控彎管機的位置和姿態對應的所述待加工彎管的位置、姿態及形狀，仿真所述數控彎管機加工過程。
16.如權利要求15所述裝置，其特徵在於，所述第一確定子模塊，包括: 劃分單元，用於根據所述數控彎管機在加工過程中的位置和姿態及待加工彎管的數據控制信息，將所述待加工彎管的加工過程劃分為直段加工過程和彎段加工過程； 第八確定單元，用於確定所述待加工彎管在直段加工過程中的位置、姿態及形狀； 第九確定單元，用於確定所述待加工彎管在彎段加工過程中的位置、姿態及形狀。
【文檔編號】G05B19/4097GK103792885SQ201410025246
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】劉檢華, 孫連勝, 周杰文, 張加波, 張佳朋, 劉少麗, 史建成 申請人:北京理工大學, 北京衛星製造廠