磨齿机自动上下料机械手控制系统研究与开发

针对实现磨齿机上下料循环过程的全自动化,以及系统动作快速流畅,稳定可靠的设计要求,对控制系统中的单步运行、状态监测、参数输入、控制按钮以及报警显示等人机交互界面问题进行了分析.重点研究和开发了控制系统中的时序安排;伺服系统PLC控制;机械手上下料程序和甩油部件程序.最后对实验调试中的相关步骤和注意事项进行了阐述,值得工程技术人员在上下料机械手控制系统研发时借鉴.     

Delta分拣机械手工作空间奇异性及可操作度分析

针对智能分拣机械手可达空间内可操作度问题,以三自由度Delta平移并联分拣机械手为研究对象。在对它进行运动学研究的基础上,提出一种新的工作空间整体求解数值方法,并分析主、从动臂长度和工作台半径对工作空间的影响。通过Jacobian矩阵对Delta分拣机械手奇异位形和可操作度进行探讨。为了改善分拣机械手结构尺寸,提出一种基于正解条件数的优化方法。     

切入式无心外圆磨再生型磨削颤振的动态特性分析

对引起无心磨砂轮表面再生磨削颤振的原因进行了分析,基于再生颤振机理,建立了无心磨砂轮表面再生磨削颤振的动力学模型,并通过拉氏变换和经典控制理论建立了砂轮表面再生磨削颤振系统框图.然后通过系统传递函数的特征方程,得到砂轮表面再生磨削颤振系统的稳定性条件.此外,提出了通过比较砂轮的磨损深度与极限磨削深度的方法来判断砂轮表面是否会发生再生磨削颤振,从而为优化无心磨工艺参数,提高加工精度提供了理论基础.     

多次电火花线切割变射流供液技术研究

针对目前高速多次电火花线切割供液扰动电极丝,极间排屑不畅问题。在分析目前线切割极间流场和废屑粒子排除研究状况的基础上,对变射流流场进行了理论研究,探讨了汇聚角和宽径比对射流内外压差的影响。结合多次电火花线切割加工特点,提出了变射流供液技术,并对变射流装置进行了结构设计和仿真,从而实现减小工作液对电极丝扰动,增加进入切缝工作液流量,加速电极丝的冷却和切缝废屑粒子的排出,达到提高多次线切割加工效率和稳定性目的。     

基于图像处理的三坐标雕刻机仿真系统的开发

本文对三坐标雕刻机仿真系统进行了研究,通过对图像的读取、图像的处理,用改进的Canny算子对图像边界轮廓的提取,将边界轮廓像素转化为加工刀位点信息。运用Visual C++编程语言与OpenGL图形接口工具,将图像边界在三维环境中再现,最终运用OpenGL仿真技术实现雕刻机的加工仿真,检测加工干涉与动态分析。     

基于高速摄像系统的电极丝动态特性实验

针对柔软的电极丝在充满工作液的微细切缝中快速移动加工,很难用常规的实验仪器验证理论模型分析得出的电板丝动态特性结果问题。文中提出了将高速摄像应用到电极丝动态特性实验研究的方法。首先,通过电极丝状态方程的Jacobian矩阵对其固有频率进行理论分析。然后,建立基于高速摄像机的电极丝动态特性实验系统,并提出基于HALCON软件的电极丝图像处理算法。最后,根据三组不同工况,分别进行了电极丝动态特性实验,实验研究结果表明:理论分析得出电极丝频率结果与实验检测结果基本一致;并且在脉冲电源不放电情况下,电极丝向工件加工边偏移振动;工作液可以有效抑制电极丝振动,但对低频振动抑制不显著;同时,电极丝换向移动对其动态特性影响很大。     

高速电火花多次线切割电极丝振动模型建立

为了建立高速多次线切割电极丝非线性流固耦合振动模型,首先通过定义一个平均摩擦系数,将多次切割切缝转换成等价的同心环柱流道,然后对电极丝在电介质流体中的受力情况进行分析,建立起多次切割电极丝的空间力学模型,同时推导出各个力的表达式。在此基础上,根据力平衡方程,建立了多次切割电极丝振动模型。最后采用四阶Runge-Kutta法分析了参数对电极丝动态特性的影响,为解决目前多次切割的加工精度稳定性较差问题,提供基础理论依据。     

基于Adams的Delta并联分拣机械手运动仿真

通过对分拣机械手的总体设计方案的分析,采用扫描法得出其工作空间,从而选择出合适的机构尺寸。在此基础上,通过运动学分析,从推导出的雅克比矩阵中得到速度、加速度的正反解表达式;并通过Adams验算了求解的正确性。最后对机械手速度和加速度进行分析,找出它与摆臂的摆动角速度和所加转矩的关系,从理论上为电机的选型提供依据。     

微细多次切割电极丝振动模型的验证

针对因微米级切缝充满工作液,且放电间隙温度极高因素,线切割电极丝振动模型很难通过实验直接验证的难题,根据S. Y. Modarres等人~([1])用Hamilton原理建立且已验证的轴向流中两端简支圆柱体振动模型,结合细小电极丝在放电加工时处于张紧状态特点,首先,忽略S. Y. Modarres等人模型中的轴向振动项,简化轴向流体中的摩擦阻尼系数;然后,考虑电极丝平面振动而引起的轴向附加力,以及电极丝横向脉冲放电合力等因素,演变得出的数学模型和文献[2]用Newton第二定律建立的多次切割电极丝流固耦合非线性平面振动模型完全一致,从而验证文献中[2]推导的多次切割电极丝振动数学模型合理性。为分析电极丝动态特性,解决目前微细多次切割精度不高,稳定性较差问题,提供基础理论依据。