基于计算的工业喷涂机器人基本参数设计方法

设计与确定机器人参数需要在各项性能之间进行折衷,常常是一个耗时的迭代过程。本文提出了一种工业喷涂机器人基本参数确定的一般方法。通过喷涂机器人的设计与开发过程,基于机器人建模方法,归纳出机器人基本参数对各项性能尤其是工作空间特性的影响因素与规律,并在此过程中上分析了其结构参数对机器人工作空间和性能的影响,从而得出了机器人工作空间特性与结构参数之间的内在联系,为工业机器人的设计提供依据。     

等离子熔积直接成形形状特性的基础研究

系统分析了熔积成形技术中影响成形形状特性的原因,研究了转移弧电流、扫描速度和起弧高度对成形精度的影响机理.实验表明,以上参数对等离子熔积直接成形形状特性的影响显著,对改善零件的成形精度起决定性的作用;通过优化成形工艺参数,焊道表面质量得到显著好转.     

基于FPGA的光栅尺位置速度反馈模块设计

利用FPGA的高速运算能力,建立一个数据采集处理模块,该模块的任务是采集光栅尺输入信号,对采集到的信号进行分析处理,得出速度、位移、方向等物理量.并对该模块进行了仿真,结果表明模块可以很好地完成预定任务.     

面向机器人自主分割的肉品识别分类系统实现

针对传统禽类肉品分割环节存在的人工成本突出、卫生安全风险高等世界性难题,集成精准感 知、快速切块、自主剔骨等关键技术,设计了面向机器人自主分割的全自动化生产线工艺流程。基于自主分块 环节形成的鸡胸肉、翅尖、翅中、翅根后续高效自动化分类包装需求,提出了一种结合图像像素个数和卷积神 经网络(CNN)分类的识别方法,建立软硬件协同框架,以满足生产线上图片获取、处理和实时检测等功能要求。 首先,利用提取肉品区域大小区分鸡胸肉和翅尖;然后,基于 CNN 技术识别翅中和翅根并进行分类;最后, 通过对识别算法的参数量和计算量进行分析,估算软硬件协同处理的识别速度。搭建肉品识别系统平台,分析 传送带全速运行下的运动模糊情况,采用数据增强的方式扩展数据集,为了减少计算量,仅采用 R 通道图像数 据作为神经网络的输入。结果表明,鸡胸肉、翅尖的识别准确率达 100%,翅中、翅根的识别准确率达 98.7%, 识别速度可达 0.047 s,可满足禽类肉品 10 000 只/小时的高效分拣的研发需求。     

零刚度磁悬浮重力补偿器的分析与改进

零刚度磁悬浮重力补偿器（ZMLGC）工作在零刚度点附近,用以平衡重力并实现超低频隔振。但是,随着ZMLGC的运动其轴向刚度增加显著,制约了隔振性能。为有效减小工作行程内轴向刚度的变化,首先基于等效电流模型分析了零刚度生成原理。然后,利用椭圆积分建立了ZMLGC的磁场和电磁力解析模型,并在MATLAB中编程实现。提出了不等厚的动子拓扑结构以改善气隙磁场分布,结合解析模型和有限元模型进行了结构参数设计计算。最后,搭建样机进行了静态和动态实验。结果表明,在±1 mm工作行程内,ZMLGC的最大刚度降低了四倍,达到10 N/m。     

等离子无模成形叶轮的应力场分析与校核

等离子熔积无模成形是急速加热快速凝固的短流程制造技术,如何避免制件的热裂纹是该技术的关键,而热裂纹的产生取决于成形过程温度场与应力场的分布特征.用有限元法对预热和水冷两种温控方案进行了模拟仿真,对比分析可知,较预热成形,水冷成形零件表面质量良好、热裂倾向低.随后依水冷条件按跳跃路径计算了叶轮成形过程的热应力场.结果表明,该方案所得零件的温度场较均匀,热应力和热裂倾向显著降低,工艺合理,有利提高成形性.     

基于能量流和仿真的压铸机能耗建模与评估北大核心

针对压铸机能耗高、能量利用率低的问题,提出一种基于能量流和仿真的压铸机能耗模型,研究压铸机能耗特性与重要工艺参数对系统能耗的影响;针对压铸机能耗等级评估周期长、成本高的问题,提出一种基于能耗模型仿真测算压铸机能耗等级的新方法。分析压铸机的能量流特性,根据其能耗分布规律和能量守恒原理,构建压铸机能耗计算模型;采用AMESim与C语言联合仿真,建立压铸机液压系统能耗仿真模型,研究压铸机不同增压压力与不同快压射速度对系统能耗的影响;仿真得出压铸机能耗数据,并按相关标准评估压铸机的能效等级。研究结果显示合开模过程能效较高,有用功约占总能耗的50%;压射过程能效较低,有用功约占总能耗的21%,快速压射阶段瞬时功率非常高;增压压力与快速压射速度变化均对压射机构能耗影响较小;仿真测算出的压铸机能效等级与实测结果接近,比能耗误差为8%,显示提出模型与方法具有较好的准确性与可行性。     

某一转炉或精炼炉故障下炼钢-连铸生产重调度方法及应用

炼钢-连铸生产中会出现某一台转炉或精炼炉故障, 目前已有的重调度方法没有考虑多重精炼或只进行了仿真研究, 难以有效应用到具有多重精炼的钢厂, 而采用人工调整方式则容易导致炉次等待时间过长或断浇. 为此,通过引入炉次生产状态参数, 建立0-1 混合整数规划重调度模型, 提出由“未加工”炉次的设备指派、“未加工”炉次的开工时间优化和浇铸时间调整3 部分组成的重调度方法. 将该方法应用于某钢铁厂炼钢-连铸生产调度过程的实际工程应用验证了所提出方法的有效性.

     

基于混合粒子群优化算法的入侵检测研究

针对在入侵检测方法中常用的模糊聚类方法自身难以克服的对初始值敏感、容易陷入局部最优等问题,提出一种将粒子群优化算法和模糊聚类方法相结合的混合算法.对实验数据进行仿真试验,并将实验结果与其他算法结果相比较,显示出混合算法在入侵检测中能获得较好的检测能力.     

永磁直线同步电机电流检测系统设计

直线驱动系统由于机械结构简单而获得广泛应用.本文提出一种基于磁场平衡式霍尔电流传感器的永磁直线同步电机的电流检测系统及其实现方案.分析了电流检测系统的基本原理、电流信号的处理以及电流的过流保护的功能.实验结果验证了电流检测系统的有效性.