采用蜗轮副实现精密分度的应用

在自动砂轮划片机中,采用蜗轮副实现了精密分度,介绍了机构原理和精度分析。     

一种适用于前瞻的高精度7段式非对称S曲线加减速控制

提出采用一种7段式非对称S曲线加减速控制方法,根据轨迹段的特征推导和规划实际应用中可能出现的8种类型加速度曲线。考虑到工程应用中离散实现上述算法时存在精度损失,提出插补时间圆整和插补点参数内部整数计算方法的精度控制策略以满足高精度的控制要求。基于浮点双精度型TI DSP67系列芯片的控制器硬件平台,对所提出的加减速控制方法和精度控制策略进行实验验证。实验结果表明:该算法能够有效规划8种类型的加减速曲线,并且根据精度控制策略得到的轨迹位置计算精度能达到0.01μm。     

体能训练机器人操作臂交互轨迹规划方法

体能训练机器人操作臂的力方向可操作度直接影响着运动轨迹规划精度。基于此,研究了体能训练机器人操作臂交互动态轨迹规划方法,分析体能训练机器人操作臂的力方向可操作度,利用多维支持向量机代替高斯混合模型,在李雅普洛夫第二方法的基础上确定稳定性约束条件,构建基于支持向量机的轨迹规划模型,实现体能训练机器人操作臂交互动态轨迹规划。实验结果表明,所提方法的角位移更小、噪声识别值和超参数更高,验证了所提方法轨迹规划弹性规划能力较好且轨迹规划精度较高。     

基于位移空间误差补偿提高芯片划片精度的方法研究

以IC划片机数控轴位移空间误差的分析为基础,采用激光干涉仪测量小步距直线位移精度,并应用4线分步体对角线法测量空间位移误差,进而提出了双向小步距直线位移与空间误差补偿方法。将该补偿方法应用于划片机,划片步距精度和切割深度的控制精度能提高50%以上。     

精密转台S曲线轨迹规划及高精度控制

为提升精密转台的轨迹运动精度,本文从轨迹规划和运动控制两个方面对传统控制算法进行了改进。轨迹规划方面,推导了S曲线轨迹规划方程,并结合转台动力学约束条件给出了轨迹规划参数的取值方法,从而为运动控制算法提供了满足动力学要求的轨迹指令;运动控制方面,在传统双闭环反馈控制基础上增加了DOB扰动补偿和前馈补偿,以此改善转台的伺服性能,提升转台的运动精度。在详细说明了轨迹规划算法和运动控制算法的设计过程后,对两部分算法进行综合,给出了具体实现步骤,并以谐波转台和RV转台为实验对象进行了多组算法性能测试。实验结果表明:相比于传统控制方法,采用本文提出的方法能够使转台动态精度提升99.6%,稳态精度提升99.75%,从而证实了该算法对运动精度提升的有效性。     

砂轮不平衡量最小二乘识别研究

提出一种磨床砂轮不平衡量现场识别的最小二乘新方法,建立起了最小二乘识别通用模型,给出了典型识别公式和识别算法,并进行了现场识别与平衡研究。结果表明该方法能有抑制测量误差的影响,提高识别与平衡精度。     

金刚石砂轮刀片划切过程性能分析与三维建模

介绍了硅片加工过程中3种划片方法及划片机国内外发展趋势.对金刚石砂轮刀片进行力学分析,应用有限元分析软件建立砂轮刀片回转模型,得到刀片的应力图.通过仿真得到:砂轮刀片切向应力总是大于径向应力,切向应力的最大值发生在砂轮刀片孔壁处.并且,应用基于特征的实体造型系统Pro/Engineer,建立了划片机划切过程模拟模型.为进一步进行参数化设计打下基础.     

基于动态轮廓误差的微段速度规划并行算法

为提高数控高速加工精度,使算法更加高效,提出了微段速度规划动态轮廓误差约束模型,该模型针对微段轨迹建立了轮廓误差对拐点速度的约束条件,并给出了一种基于图形处理器的并行规划算法,引入速度规划单元概念将轨迹均匀划分,在提高并行计算负载平衡的同时,使各并行线程可以进行相对独立的计算。实验表明,该算法加工速度连续平滑,能有效保证轮廓精度要求,并行算法比串行算法计算效率成倍提高。     

基于VRML的模具边界提取方法与加工轨迹优化研究

为解决气压砂轮进动抛光在模具边界区域的振动加剧、边界棱线过度磨损和气压砂轮失效等问题,将VRML技术应用到气压砂轮进动抛光轨迹规划中。经过对VRML文本内容的分析,采用一系列三角形平面取代原始的多边形平面和自由曲面的VRML描述模型表面的方法,建立了文本数据与模型边界线之间的对应关系,提出了一种基于VRML的模具边界线三维解析式提取方法,并将该方法应用到气压砂轮进动抛光轨迹优化中;通过限制气压砂轮切削速度方向与模具边界外法向量的夹角,获得了理想的切削速度分布特性。实验及研究结果表明:通过该优化方法获得的模具边界线数据具有较好的完整性和准确性,适用于各种复杂形貌的模具零件的轨迹优化,并可通过调整阈值来满足具有不同曲率曲面的识别要求。     

伺服系统在砂轮划片机中的应用

介绍了伺服系统在砂轮划片机中的应用情况。根据ZSH5型划片机的机械结构和工作台的应用特点,详细说明了ZSH5型划片机伺服系统选型时的理论计算方法和具体步骤。同时,介绍了伺服系统的一些主要特点,总结了伺服系统中一些重要参数的设置方法和调试经验,包括电子齿轮比、速度环和位置环参数等。     

ZSH—Ⅲ型自动砂轮划片机

ＺＳＨ－Ⅲ型自动砂轮划片机是用于半导体生产企业的精密专用设备。本文介绍了ＺＳＨ－Ⅲ型自动砂轮划片机的设计思想，设计方案，主要技术关键，主要技术参数以及存在的问题。该设备已经小批量生产。     

一种自由曲面抛光机器人轨迹规划方法

针对机器人抛光自由曲面轨迹规划困难,抛光精度不高等问题,提出了一种机器人抛光轨迹规划方法。该方法在UG软件环境下完成对自由曲面的建模,借鉴铣削加工中刀轨生成方法并结合抛光工艺特点,利用等残余高度算法生成抛光轨迹,在此基础上,提出了改进的Douglas-Peucker算法,该算法用于对抛光刀触点的提取,能够将弓高误差控制在给定的范围内,提高抛光精度,最后根据连续抛光刀位点数据求解出机器人各关节转角。实例表明,该抛光轨迹规划方法精度高,可解决自由曲面抛光轨迹规划问题。     

考虑气象因素的农业采摘机器人轨迹纠偏控制方法

为了减少气象因素对农业采摘机器人轨迹的影响,提出了考虑气象因素的农业采摘机器人轨迹纠偏控制方法,以解决机器人位姿精度较低和定位时间较长等问题。采用云储存技术对运动的目标果实进行检测与跟踪。利用改进的蚁群算法规划最优路径,通过 RBF 神经网络最佳逼近算法对动力学方程加以优化,加强其逼近能力,从而完成对采摘机器人轨迹纠偏的控制。实验结果表明,该方法可以有效地提高位姿精度、提高定位成功率、缩短定位时间并获得更为顺畅的采摘路径。     

基于砂轮磨损参数的立铣刀后刀面磨削轨迹补偿算法

整体立铣刀后刀面通常采用数控工具磨床按照理想砂轮形状的运动轨迹进行磨削加工,然而在实际磨削过程中,砂轮参与磨削的区域(主要是砂轮边缘轮廓)会逐渐磨损,从而导致后刀面几何精度下降甚至轮廓错误。针对该问题,本文提出了基于砂轮磨损参数的整体立铣刀后刀面磨削轨迹补偿算法。首先,针对立铣刀后刀面磨削工艺,定义了磨削坐标系,推导了砂轮在磨削工艺参数下的姿态计算模型;其次,建立了针对砂轮轮廓磨损的结构参数定义;最后,基于上述模型和参数定义,推导了砂轮磨损状态下的磨削轨迹补偿坐标计算方法,保证了后刀面结构的完整和准确。通过磨削仿真和实际加工试验,对磨损砂轮的补偿效果进行对比测试。结果表明,所提出的砂轮轨迹补偿算法可以有效减少砂轮磨损对后刀面磨削加工的影响,对减少砂轮修整次数和提高磨削质量稳定性有重要意义。     

基于虚拟样机的挖掘机器人轨迹规划控制仿真和优化技术研究

阐述了用虚拟样机技术进行挖掘机器人轨迹规划控制的仿真和优化的必要性;提出了轨迹规划控制的实现方案,分析了关键技术及其解决方法,重点研究了用挖掘机器人虚拟样机进行控制系统参数优化和轨迹规划仿真实验的方法,并以动态响应特性的仿真为例,用物理样机的相应实验结果验证了虚拟样机轨迹规划控制仿真实验模型的正确性;借助在虚拟样机上的仿真实验,分析了液压系统流量分配对轨迹规划效果的影响,提出了轨迹规划的改进措施,用以提高轨迹规划的速度和轨迹跟踪的精度。     

超精密点对点运动3阶轨迹规划算法研究

研究了一种优化的超精密点对点运动3阶轨迹规划算法及其精度补偿方法。首先阐述了超精密轨迹规划具有可实用性所必须具备的特征以及实现轨迹时间优化的基本要求。后以系统动力学限制为基础,考虑运动轨迹的全过程,提出了一种通过预处理以获得时间优化的3阶轨迹直接规划算法。提出了一种适当降低系统动力学限制的时间圆整方法,有效补偿了算法计算机离散实现时所带来的精度损失。实例证明了本文提出算法的有效性和可靠性。该算法也成功应用于纳米级精度的半导体加工装备的研发中。     

金刚石砂轮表面形貌测量系统

为了实现对金刚石砂轮表面形貌的非接触精密测量,开发了基于干涉原理的金刚石砂轮表面形貌专用测量系统,研究了该系统的测量原理和关键技术。根据垂直扫描白光干涉显微测量原理以及被测对象的特征,提出了适用于砂轮测量的方法,研究了系统的自动扫描范围、垂直方向的扫描方法、单次测量三维表面的恢复算法和磨粒的识别算法。结合自行设计的夹具搭建了砂轮测量系统,并对多次测量拼接算法进行了实验分析。实验结果表明:基于区域重合大小(重合度为30%~50%)的拼接算法获得的拼接前后重合区域的相关系数均大于0.8,拼接后重合区域的高度差均小于0.4μm。得到的结果显示所搭建的系统可以恢复砂轮的形貌,其测量范围和精度满足砂轮磨粒评定和分析的要求。     

一种粗铣刀周齿分屑槽的数控磨削工艺算法

针对粗铣刀分屑槽形状的磨削工艺，对粗铣刀周齿分屑槽结构参数进行了定义，建立了加工坐标系及切深引导曲线方程；借助运动学理论，提出了砂轮磨削姿态和砂轮磨削轨迹的计算方法；在VC++环境开发了一套算法模块，并对其进行了仿真验证及与Numroto磨削软件的仿真结果对比。结果表明，该轨迹算法能够较好的实现预期效果，具有较好的刀具结构扩展性和加工精度。     

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究

为了提高机器人路径规划算法的收敛速度和收敛精度,提出了基于改进遗传算法的机器人路径规划方法。介绍了栅格建模方法,分析了传统蚁群算法原理。提出了蚂蚁相遇策略提高了算法搜索效率,提出了蚂蚁回退策略避免陷入U形陷阱,设置了信息素感应阈值扩大了算法前期的搜索范围,改进了信息素残留方法使蚁群能够记忆最优路径,提出了信息素自适应调整方法,兼顾了算法前期的大范围搜索和后期的快速收敛。经仿真实验验证,相比于传统蚁群算法,改进算法具有更快的收敛速度、更优的规划结果,且改进算法的蚁群轨迹更加集中至最优解附近。     

基于焊缝CCD图象模式特征的焊缝轨迹识别

提出了一种基于焊缝ＣＣＤ图象模式特征的焊缝轨迹识别的新算法，其基本思想是将焊缝等分成为段，每段的灰度分布用特征向量来描述，利用前一段的特征向量来识别下一段的特征向量。从而实现焊缝的识别．这种算法具有对各种坡口快速、准确地识别并能自适应局部和整体噪声等特点，可用于机汛无辅助光源焊接焊缝轨迹预规划，并对实时焊缝轨迹进行了识别