高频响一维直线电机运动平台的研究与开发

高频响、高精度直线电机运动平台直接驱动精密运动系统是近年来发展起来的一种新型进给传动方式。研制一种以直线电机直接驱动的运动平台,阐述该平台的设计与开发过程,并进行调试与测试。实验结果证明:该平台消除了机械传动所带来的不良影响,极大地提高了进给系统的快速反应能力和控制精度。     

基于直线音圈电机运动平台的线性自抗扰控制研究

运动平台是机床设备中重要的组成部分,广泛使用的机械导轨式运动平台定位精度难于突破微米级,摩擦是影响机械导轨式运动平台定位精度的主要原因。为解决摩擦作用导致的运动平台动态性能难以提升的问题,针对直线音圈电机运动平台设计了一种线性自抗扰控制器。将PD控制器和带模型信息的扩张状态观测器相结合,带模型信息的扩张状态观测器可以根据控制输入量和位置误差估计出平台运动过程中受到的摩擦力,并在控制输入量中进行补偿。该观测器很好地补偿了摩擦扰动,从而提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真实验表明：该线性自抗扰控制器与PID控制器相比,可有效提高直线音圈电机运动平台的动态性能。     

A new method and instrument for measuring circular motion error of NC machine tools

A new method and instrument for measuring circular motion error of numerical control (NC) machine tools are described in this paper. The instrument consists of a linear displacement transducer bar with two balls at each end and a high accuracy rotary encoder. The radius variations are detected by the transducer and the rotation angle of the bar is measured by the rotary encoder while the machine is moving in a circular path. The measuring area is circular except for a small area around the center of the disc. The bar can be expanded and contracted along its axis for different application. The instrument has a compact structure and can be installed on a machine tool simply and quickly. It is shown by the experimental results that the instrument has good repeatability and high precision of measuring circular motion trajectories. The instrument can be widely used especially in the error-compensation and error-source project in the industrial application.     

Design and Kinematics of a Parallel Manipulator for Manufacturing

This paper presents a new model of parallel manipulator for manufacturing, whose mechanism comes from the general Stewart platform which has the advantages of high rigidity and high load capacity. A scheme of the link mechanism is also proposed to make the link structure very simple. The mechanism parameters are optimized by workspace analysis of the parallel mechanism. With the view of kinematics equivalence between parallel mechanism and serial mechanism, by way of hypothesis serial mechanism and branch hypothesis serial mechanism, an efficient kinematics algorithm has been developed. The problem, derived motion produced by the link structure, has also been solved conveniently.     

直线电机式压力机结构和关键技术研究

由于旋转式电机驱动的机械压力机需要一套复杂的将旋转运动转换为直线运动的传动机构,结构复杂,为此,提出了一种直线电机式压力机。对该压力机常用的台式串行结构、框架式结构和增力式结构等进行了研究,并对该压力机的直线电机技术、增力机构、散热隔磁技术、成形工艺优化和能量回收等关键技术进行了分析。分析表明:该压力机可以由直线电机直接驱动滑块做往复直线运动,具有结构简单、生产效率高和节能环保等优点,提高了系统的快速反应能力和控制精度。     

全向四驱变电站巡检机器人运动控制系统设计

为了实现变电站室内外一体化巡检,开发全向四驱结构的变电站巡检机器人。着重阐述该机器人运动控制系统的开发过程:介绍全向四驱移动平台的机械结构及运动控制系统结构,建立移动平台的运动学模型,探讨全向四驱机器人不同的运动模式并提出了控制方法。对研制的全向四驱变电站巡检机器人进行测试,验证了运动控制系统的可靠性以及控制方法的有效性。     

嵌入式网络化交流伺服实验系统的研究

在研究基于工业以太网的现场网络化控制系统结构的基础上,提出了一种基于嵌入式控制器的网络化运动控制实验平台的设计和实现方案.介绍了一种文型高级运动控制语言ELMO Studio 语言及其编译系统.这种语言采用类似C语言的结构形式,包括了 PLC和运动控制器指令,实现了两种指令的统一编程.     

具有抗偏载和同步机构的多工位液压机的研制

多工位液压机是一种对金属薄板进行冲压或成形的液压或成形的液压设备,由于具有结构紧凑,生严效率高等优点,在发达国家应用广泛.针对多工位液压机台面宽、偏载严重、成形精度高等问题,本文介绍我公司为汽车零部件成形而制的一种四柱式多工位液压机.通过对机身结构形式和闭环电液控制系统的研究与分析,提高了设备的运动平稳性能和整体性能,...     

基于混合控制系统的大部件自动化作业仿真

针对飞机大部件自动化制造过程中离线程序检查方法效率低、运行风险大的问题,基于RobotStudio二次开发构建自动化作业仿真平台作为离线仿真工具。在仿真平台中构建ABB控制器与数控系统的虚拟混合控制系统以及设备物理模型,实现仿真系统结构参数、运动控制参数与实际自动化系统统一。基于C#与RobotStudio API开发大部件位姿计算模块、导轨与机器人运动程序编译模块,实现仿真平台中大部件位姿快速变换与程序自动编译。以飞机外形扫描为应用场景进行试验,结果表明:仿真平台中的导轨、机器人与实际自动化系统运动一致,该平台能够实现结构碰撞检查与程序正确性检查,减少自动化作业前程序检查时间及提高自动化系统的安全性能。     

液压机械臂腕部旋转直线作动器的研究

介绍一种紧凑式液压机械臂腕部旋转直线作动器,对比了国内现有的液压机械臂腕部的形式及结构,描述了其特有的结构、技术参数和工作原理。研究的液压机械臂腕部旋转直线作动器具有结构紧凑、体积小、质量轻、能量转换效率高和腕部位置闭环控制等优点,为精确控制液压机械臂的姿态提供参考。     

微细超声加工机床运动控制系统设计

微细超声加工机床设计包括硬件设计与运动控制系统设计,运动控制系统是机床的核心组成部分,直接或者间接地影响到加工质量与加工效率。采用宏微复合的硬件设计结构能有效地保证运动控制精度,针对精密微三维运动平台,基于LabVIEW开发了微细超声加工中的运动控制系统,该系统包括初始化模块、粗对刀模块、精确对刀模块、绝对坐标实时显示模块、数据采集模块与加工模块。将微细工具所受的实时力与微三维运动平台的运动结合形成闭环控制,能有效地实现精确对刀以及恒压力进给加工。最后,对控制系统进行了测试,研究了恒力控制范围与增量位移、进给速度、回退速度之间的关系。     

PC构件产线钢筋网成型移送缓存装备研制

针对预制混凝土PC构件传统生产线依靠人工绑扎或单一机械成型设备成型网片以及需要人工转运投放网片至模台所造成的占用空间大、效率低等问题,研制PC构件产线钢筋网成型移送缓存装备。整套装备主要由钢筋网成型装备、钢筋网移送装备和钢筋网缓存装备组成,运用CREO软件设计整套装备结构,利用三一控制器构建自动控制系统,通过PC构件生产中央控制系统和钢筋网片作业控制系统数字化驱动生产线,实现钢筋从原材料成型为钢筋网片、网片放置到模台的全流程高品质PC构件智能化生产。测试结果表明:相对传统生产需用2人钢筋下料、4人钢筋绑扎搬运,该装备成型投放单个模台所需网片用人为0人,用时12 min,作业效率提高了3倍,并具有结构紧凑、生产网片质量好的特点,为PC构件全自动生产奠定了基础。     

一种新型并联驱动双向移动平台的动力学及精度分析

设计一种并联驱动的双向移动平台,该平台由固联于底座上垂直交错的直线移动组件上的滑块驱动,滑块上联结槽型托架,矩形平台的4个侧面与槽型托架之间用移动副相接互为导向,可同时实现两个方向的移动;基于虚功原理和Lagrange法建立了平台的动力学方程;并进行了动力学仿真分析,讨论它在给定外载下实现规定运动时电机所需输出的扭矩,验证了平台运动的可行性与动力学模型的正确性;根据误差独立作用原理对不同类型的误差源做了分析计算,得出了各局部误差,按照误差综合原理对局部误差进行综合,得出工作台在X、Y两个方向上的运动误差限。     

基于机器视觉的UVW定位系统

面向工业装备对高性能运动平台的需求,开发一套基于机器视觉的UVW定位系统。提出一种基于机器学习的视觉系统标定方法,利用平台运动学分析得到的平台坐标与图像坐标的方程,建立UVW平台的逆运动学图像求解关系,用于求解目标坐标的控制量。完成了定位系统的机器学习视觉标定和双目视觉定位控制实验,结果表明:设计的UVW平台视觉标定方法简单高效,运动平台具有较高的对位精度,可以满足工业应用需求。     

基于IEC61131 3标准的多轴联动伺服电机运动控制的研究

针对多轴联动伺服电机的运动控制进行研究。分析CoDeSys软件的结构框架和主要功能,对多轴联动的直线运动控制进行建模,基于IEC61131-3标准,在软件中采用ST与CFC结合的编程方式,将输入的合速度分解到各个运动坐标轴,实现多轴联动伺服电机的运动控制,并设计一款便于用户监控和操作运行设备的可视化界面,为在运动控制器中设计基于IEC61131-3标准的伺服电机多轴直线联动程序提供了解决方案与可扩展的平台。     

电解磨削机床集成控制系统的设计

电解磨削加工参数集成控制的有效程度,很大意义上决定了其加工精度和加工效率。为实现对电解磨削运动参数、电解液参数和电源参数的有效集成控制,开发了NC嵌入PC开放式集成控制系统。根据电解磨削加工的特点,分析了电解磨削机床集成控制系统的总体设计要求,并据此进行了总体方案设计。阐述了以多功能运动控制卡和多功能数据采集卡为控制核心,工业平板电脑为人机交互平台的硬件结构。同时,利用Visual Basic进行了分层模块化结构的软件设计,实现了人机交互、自动控制和监测保护等功能。试验结果表明：该集成控制系统能稳定可靠地加工出高精度、低表面粗糙度的某微尺度群缝零件内平面。     

一种单极坐标3D打印机的机械结构设计与实现

在分析现有3D打印机机械结构的基础上,设计一种单极坐标3D打印机并完成样机制作。利用SolidWorks进行单极坐标3D打印机机械结构的设计。经过多次调试、打印试验,总结了影响打印精度的因素及其对模型质量的影响。该3D打印机的机械结构结合了现有直角坐标和极坐标结构的优点,由单旋转轴和一直线运动轴组成,结构更加稳定;与该机械结构相匹配的软件算法中极坐标与笛卡尔坐标的转化只需进行一次,控制程序更加简单。     

五轴联动电火花成形机床数控系统的研制

在自行研究设计的八轴运动控制板平台上,针对电火花成形加工的特点,开发了五轴联动电火花成形机床专用数控系统。分别介绍了系统的硬件构成、软件框架结构、伺服控制的PID算法及关键参数的设定方法。     

Planar positioning stage for micro machining

The following article presents an approach for a novel positioning stage as basic component of a small machine tool. It is a parallelkinematic machine (BiGlide mechanism), which converts the linear motion of two linear axes into a planar motion. The novel features, which were identified to be crucial for the transition from conventional machine tools to small ones, are: compact and precise feed axes, backlash free motion transmission, and direct measurement of the tool-center-point position and the ability of additional fine positioning. The proposed implementations are: hydraulic feed units, dry slide bearings as rotational joints, highly precise radar sensors and active variable-length struts of the parallelkinematic machine. Some of the simulation results are presented along with measurements of a currently designed prototype.     

厚度大端面质量高无搭边连续冲裁模具设计

分析了零件的结构尺寸和工艺要求,介绍了多工位级进模具的总体结构、主要零部件和排样方案.模具采用大力弹压卸料板和活动凸模结构形式.模具结构紧凑,工作平稳,生产效率高.