面向低压电器的CPN协同装配任务建模与优化

针对低压电器自动化装配中所存在的资源无序竞争及交互不平衡问题,提出一种基于着色Petri网(CPN)的协同装配方法;利用人工势场(APF)算法来实现机器人的协同交互控制;并提出了一种基于目标函数梯度的自适应量子遗传算法(AQGA),对装配时间、装配机器人数等关键参数进行平衡优化;构建了一个面向断路控制器的协同装配实例,对所提方法的有效性进行了验证。结果表明,协同装配控制方法能够提高低压电器装配的柔性化程度,确保装配单元间的协同交互,实现低压电器的快速有序装配,提高了装配工作效率。     

基于振动信号测量的连铸下渣检测系统

为了解决当前连铸下渣检测系统成本高、使用寿命短且难于安装维护等问题,提出了一种基于振动信号测量的下渣检测系统实现方法.通过分析连续下渣过程,根据钢水、钢渣因相对密度不同而产生的冲击振动差异判断下渣时间点.结合嵌入式系统技术,搭建了传感器远离钢水的下渣检测实验平台,有效地提高了系统使用寿命.利用自主设计的嵌入式实时数据采集系统进行数据采样与特征信号提取,通过人工神经网络（ANN）技术对经过预处理的实时信号进行训练与识别,进而判断钢水状态,并结合相关控制策略实现连铸下渣的自动控制.实验结果表明,该方法成本低,对现在有设备改造小,使用寿命长,下渣检出率在96％以上.     

基于CFD-DEM耦合的面约束软性磨粒流加工特性研究

软性磨粒流加工能有效解决复杂结构曲面的抛光问题。基于该技术特点,针对硬脆性材料加工存在的技术问题,提出一种面约束软性磨粒流加工方法,即通过在工件表面设置窄缝约束流道,利用多向磨粒流注入法,在流道中形成高速涡旋磨粒流抛光工件。同时,针对传统磨粒流建模无法描述磨粒-壁面碰撞行为的不足,提出一种基于计算流体力学与离散元法耦合的磨粒流建模方法(Computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM),并通过该方法得到了磨粒-壁面碰撞分布及工件表面材料去除分布,在此基础上研究了面约束软性磨粒流加工的均匀性。结果表明:入口直径是影响磨粒-壁面碰撞均匀性的关键因素,随着直径的增大,碰撞分布存在最优值;当磨粒流处于不同的流态时,流体黏度对材料去除的作用原理不同,低黏度流体下材料去除均匀性有明显提升。最后搭建试验平台,通过对比试验验证了建模方法及抛光方法的有效性,试验结果显示,面约束软性磨粒流抛光方法能够使得单晶硅表面粗糙度从506.71 nm降低到10.17 nm。     

面向油田注采设备的手持式状态监测与故障诊断系统

针对目前油田注采设备的维修存在着故障类型多、设备分散、连续工作要求高,传统的基于PC机模式故障诊断技术灵活性差等问题,对油田注采设备的使用现状、运行特点进行了详细分析,确定了以振动为主要检测指标的技术路线;提出了一种基于嵌入式技术的手持式状态监测与故障诊断系统的研究方案。通过采用多通道数据采集技术,实现了手持巡检式实时数据采集,并结合多种信号分析方法,搭建了可配置、占用空间小的信号处理构件库与图形用户界面构件库,完成了对信号特征的提取、在线分析与诊断;设计、实现了具备低功耗设计的上下位机双CPU结构的监测系统。研究结果表明,该系统能够实现对油田注采设备的准确监测,且运行稳定,具有良好的应用前景。     

化学辅助软性磨粒流抛光技术

针对当前模具结构化表面抛光难度大的问题,提出了一种新型的光整加工技术——化学辅助软性磨粒流抛光。阐述了化学抛光、软性磨粒流抛光的工作原理以及相互协调作用机理,对化学抛光液中各组分的抛光作用进行分析,探讨了软性磨粒流中流体的速度、磨粒的粒径与体积含量3个主要工艺参数对材料去除率的影响规律,提出固液两相流场的数值模拟、环保型化学液的配置以及理论模型的建立是3个关键技术,最后对化学辅助软性磨粒流抛光应用前景进行展望。     

软固结磨粒群加工方法及材料去除特性的分析

为了解决高硬度模具自由曲面光整技术难点,提出一种软固结磨粒群加工新方法(Softness consolidation abrasives,SCA).所谓软固结磨粒群,特指由高聚物黏结剂黏结于气压砂轮基体表面的磨粒群体,其宏观上不像游离磨粒那样可自由移动,而微观上每个磨粒均受到黏结剂在各个方向的弹性支撑.结合层间弹性力学体系分析,讨论双层弹性体中(橡胶基体层-磨粒层)的力穿越问题,得到表层单颗磨粒的切削力学模型.建立基于应力修正的Preston方程,解决柔性基体供力时存在的应力滞后问题.根据磨粒硬度特性进行系数修正,给出材料去除经验公式.对磨粒群的切削力和速度进行数值模拟,建立材料去除的定量预估模型.总结高效光整加工的配比条件,并通过针对激光强化模具表面的光整试验,验证修正后的Preston方程的准确性.     

PL2303在手持设备中的应用

利用UART转USB的桥接器PL2303可以非常方便地实现USB接口通信,在数据采集系统一方完全是对串口RS232的操作,而在数据处理系统一方也完全是对虚拟串口的操作,数据却是按照USB协议传输的,双方的程序都可以不作大的修改。     

软性磨粒流精密加工工艺参数优化方法

针对固-液两相软性磨粒流加工中随着磨粒流温度的升高而导致流体黏度下降,进而导致湍动能和动压力分布不均匀的问题,提出一种新型的加工方法,即通过改变流速来补偿温度变化对湍动能和动压力的影响。基于对加工机理的研究,认为湍动能和动压力分别影响加工表面的加工纹理和材料去除率,确定了一种评价湍流形态的标准。对同一速度下不同温度时的湍动能和动压力的大小分布进行对比,研究了温度对湍动能和动压力大小和分布的影响;对同一温度下不同速度时的湍动能和动压力的大小分布进行对比,研究了速度对湍动能和动压力大小和分布的影响。通过大量仿真求得了9个不同温度下的最优温度,并作出了温度-速度曲线,为以后的湍流调控和自动控制系统的设计提供参考。实验结果表明,调速后工件表面的加工均匀度有明显的提升。