一种半自动薄膜裁切机的改进设计

采用Solidworks三维软件对手动薄膜裁切机进行了改进设计,并做运动仿真与干涉分析。在原机构的基础上,增加齿轮传动机构,来调节裁切位置;增加气动元件,缩短裁切机构上的丝杠与滑轨长度,以降低裁切机构对裁切线的影响。     

飞刀式纸护角裁切机构的设计

设计了一种飞刀式纸护角裁切机构,利用了曲柄滑块的运动原理,提高了裁切速度,缩短了纸护角最小长度.飞刀式纸护角裁切机构省去了现有护角机上的液压装置,减少了动力源的数量,减轻了整机的重量,在降低成本的同时提高了生产效率,并获得了更广的纸护角长度加工范围.     

基于机器视觉的自动裁切机精定位算法研究

针对传统自动裁切机因裁切精度较低无法满足高精度产品要求的问题,通过对裁切机结构进行研究,提出了利用机器视觉技术来提高裁切机裁切精度的方法。首先利用改进的形态学梯度滤波算子找到板料的粗略边缘,然后采用灰度矩法对之进行亚像素精定位,利用最小二乘法将符合要求的亚像素边缘点拟合成一条直线,再根据几何关系计算出板料偏移量,指导纠偏平台进行偏差补偿,最后利用Matlab对该方法进行了图像边缘定位的仿真测试。研究结果表明:改进后的裁切机裁切精度理论上可达0. 03 mm,满足绝大多数高精度产品的精度要求。     

基于智能视觉识别的自动控制及多工位裁切制备技术研究

针对智能化鞋机需求,介绍一种应用于制鞋裁切机的智能视觉识别的多工位裁切新技术,通过研究装备智能化视觉识别定位技术,结合以具转盘式新架构的多工位高效自动化裁切工艺,提高裁切装备的控制智能化和裁切自动化程度,解决制鞋设备裁切精度不佳,依靠人工识别,生产效率低和废品率高等产业难题,完成动态裁切的过程不需要面料带停止输送后再裁切,提高加工的流畅性,实现具智能视觉识别功能的多工位高效裁切机新装备的开发和产业化。     

电容器芯包引脚自动刺孔裁切机的研制

电容器芯包由电极箔和电解纸钉接卷绕而成,钉接在对应电极箔上的多层铝箔卷绕后叠加形成芯包引脚。为了提高电容器芯包引脚刺孔裁切的自动化程度,根据电容器芯包引脚刺孔裁切的工艺要求,研制了电容器芯包引脚自动刺孔裁切机。该设备由华司输送部件、华司上料部件、线性移动部件、引脚刺孔裁切部件、铝屑负压收集装置、传感检测系统、气动系统、PLC控制系统等构成。该设备可以实现多种规格电容器芯包引脚的自动刺孔裁切,整机性能稳定,实际运行状况良好。     

基于多卷料的自动裁切机输送跳转机构的设计

设计了一种输送跳转机构,以满足多卷料按需自动进行多种组合后自动裁切和输送的要求。输送跳转机构通过特殊的布置形式,根据程序设定可实现"A+B+C"的跳转模式,以满足后续设备的夹取物料要求,保证物料品质。特殊的矩形齿口,方便后续设备夹取物料进行拖弋,实现物料的裁切和收料工序处理。     

非对称2UPS-UP并联机构性能分析及尺度多目标优化

以一种两转动一移动非对称2UPS-UP并联机构为研究对象,对其进行了性能分析和尺度参数多目标优化.机构自由度由恰约束支链UP确定,即机构可实现绕该支链U副中心的两转动运动和沿P副的移动运动.给出正逆向位置符号解,且正逆解具有部分运动解耦特性,有利于后续误差分析、轨迹规划与控制.应用矢量法推导出速度表达式,根据速度Jacobian矩阵分析了机构奇异位形.以旋量代数为工具,给出了机构运动和力传递性能评价指标.在机构性能评价和工作空间分析的基础上,建立了机构尺度参数昂贵约束多目标优化模型,并采用多目标进化算法求解该问题,得到多组Pareto最优解.     

基于Hermite插值的复杂光学曲面车削加工路径规划

为解决复杂光学曲面加工难题,探讨其车削加工路径规划。基于慢刀伺服加工技术对复杂光学曲面的刀位点规划进行设计,分析刀触点等角度离散方案及刀具圆弧半径补偿方案。轨迹插补采用可编程多轴控制器(Programmable multi-axiscontroller,PMAC)提供的位置、速度、时间(Position velocity time,PVT)插补运动模式,分析PVT的数学实质Hermite分段插值模型,并根据此模型提出恒速法、面积法和三点法三种PVT入口参数生成算法。以离轴抛物面、环曲面、正弦面为例进行仿真,加工路径的仿真表明刀位点的设计可以应用于复杂光学曲面加工。同时z轴运动特性的分析表明z轴往复频率和C轴回转频率相仿时,面积法(c=2/3)和三点法均能满足z轴速度光顺要求;z轴往复频率明显大于主轴频率时,采用三点法的加速度变化明显优于面积法。提出的加工路径方法可为复杂光学曲面的实际加工提供指导意义。     

自动裁切纸筒机的研制

针对目前在一些花炮生产企业使用的手动裁切纸筒机操作费力的问题,研制了一种新型自动裁切纸筒机,该机的主要创新之处是设置了裁切纸筒时的自动进给机构,当人手通过杠杆使摆架和套在其转轴上的纸筒的外园与高速旋转的圆盘切刀接触时,即自动转换为机动进给;纸筒裁断时,自动进给机构即返回原位并停止运动.实际生产表明,该机操作轻松,彻底解决了手动裁切纸筒操作费力的问题.     

平行导轨二滑块驱动在一侧的并联操作手的运动轨迹实现与仿真研究

以平行导轨二滑块驱动在一侧且内点作为操作点的并联机构为研究对象,在给出显式位移、速度、加速度运动学逆解模型的基础上,对其运动轨迹进行了分析仿真研究;在操作头轨迹规划中,加减速及匀速阶段采用四次多项式进行拟合,拐角段采用对称的Clothoid曲线光滑匀速过渡;同时,利用运动学逆解确定了操作点按预期轨迹运动时应在原动件上施加的运动规律;最后,利用虚拟样机技术对所规划的运动轨迹进行仿真验证.仿真结果表明:并联机构驱动滑块的速度、加速度及作用在滑块上的驱动力均为连续函数,机构运行平稳,操作点的位置和速度与规划一致,能够满足操作点快速和实时控制的要求.     

PMAC运动控制器的PVT运动模式的分析及应用

讨论了PMAC控制器其PVT运动模式的数学本质,推导出控制器的算法。进行了拟合误差的分析和比较,提出了采用非均匀分段插值的PVT运动模式来拟合曲线的方案。仿真结果表明,方案能够获得更准确的目标运动轨迹曲线。     

四足侦察机器人的设计与研究

针对便携式、微型化多地形适应型侦察设备的迫切需求,从仿生的角度设计出了一款四足侦察机器人。在确定采取外肘内膝总体对称布置后,首先完成了机器人腿部、支架和外壳等机构和结构件设计;随后对其中的腿部支撑、传动减振和关节驱动函数进行了设计说明;最后在动力学仿真软件中对四足机器人腿关节运动、整机运动、足端运动进行了运动学分析和慢跑步态的动力学分析,证明该机器人在运动平稳性和速度稳定性方面能够满足侦察设备的要求。     

基于冲压运动仿真的汽车外覆盖件冲压线运动规划

为研发具有自主知识产权的汽车外覆盖件冲压线运动规划及仿真系统,基于分解规划法及多设备空间协调优化技术,对汽车外覆盖件冲压线整线运动规划进行求解并自主开发配置软件JAMP;基于冲压运动仿真对冲压线整线进行运动规划,优化整线送料机构的送料路径,提高整线的生产节拍;通过对冲压线整线进行实际测试,不同生产节拍下送料臂各部件的温升情况及各关节的扭矩范围均正常,冲压线整线实际生产节拍略低于仿真节拍,最大误差为3.06%。结果表明,该单臂送料规划系统合理可行、运行可靠。     

通用型前瞻速度规划算法

为优化进给速度曲线,节约加工时间并提高加工质量,提出一种通用的前瞻速度规划算法.该算法可以在满足进给速度约束条件的前提下,对加工路径进行预读,实现进给速度的前瞻规划处理.算法以规划元为单位对加工路径进行划分,通过对加减速算法的抽象和封装实现不同种类的前瞻速度规划,以及对进给速度控制功能算法的重构.仿真和实验表明,该算法在几种不同加减速方式下都可以正确重构,实现进给速度的实时前瞻规划,改善数控机床的加工效率和运动平稳性.     

水下非对称扑翼运动的流体动力分析与机构设计

水下非对称扑翼运动不仅能够产生前向推力,同时使垂直于航行速度方向的平均升力不为零,基于这个原理可以更好地实现水下航行器的推进和操纵。利用计算流体力学方法对典型非对称扑翼运动算例进行了数值仿真计算,分析了非对称扑翼运动规律与流体动力之间关系。基于完全解耦的2自由度并联机构,对扑翼驱动机构进行了设计,并对非对称扑翼运动进行了运动学仿真。该机构不仅具有刚度好、运动精度高和系统惯性小的优点,而且其解耦特性使机构分析和控制系统开发的难度降低,同时更容易实现复杂的扑翼运动规律。     

全类型非对称七段式S型曲线加减速控制算法研究

为减小运动控制系统在启动、停止、加速和减速运动阶段的振动和冲击,提出全类型非对称七段式S型曲线加减速控制算法。通过分析最大加速度、最大减速度和最大速度的可达性,规划出17种速度曲线类型;考虑在给定轨迹段长约束下,保证系统能够从起点速度运动到终点速度,提出基于给定轨迹段长约束的起点速度和终点速度可达性校验;在给定轨迹段长度小于系统从起点速度运动到终点速度所需最短轨迹段长的情况下,采用盛金公式修正起点速度和终点速度,推导并优化S型曲线加减速控制算法流程。在自主开发多轴运动控制器卡上,验证所提出的全类型非对称七段式S型曲线加减速控制算法。实验结果表明:在保证最大加速度、最大减速度和最大速度不超限情况下,该算法可规划出17种速度曲线类型;在给定轨迹段长度较短系统无法从起点速度运动到终点速度的情形下,该算法解决了起点速度和终点速度的可达性校验及修正问题。     

铜箔切割机切刀机构的运动分析与研究

提高铜箔的切割质量一直是PCB生产的难题,为研发具有国际竞争力的铜箔切割机,以美国Rosenthal公司设计的剪刀式铜箔切割机的切刀机构为研究对象,详细阐述了切刀机构的运动原理,分析计算了机构自由度。利用空间机构运动学和数值计算的方法对切刀机构进行运动分析,推导出了切刀机构切割点运动参数的解析关系式。通过对铜箔幅宽为1 500 mm的切割机进行数值试验和仿真,提出了基于高速、高质量切割的切刀机构的运动特征,得到相关运动曲线及影响机构性能的易控参数。研究内容为铜箔切割机切刀机构设计参数的优化提供了依据。     

高速旋转式空间四连杆机构设计与研究

为满足高速连续棒状制品切割系统对于切割支撑装置在速度、振动和噪声方面的要求,提出一种空间四连杆支撑机构,在切割过程中实现高速圆周平动以动态跟随支撑切刀.通过对空间四连杆机构建立力学分析模型,进行原理、机构运动学与动力学计算分析,获得其动力学特性;基于ADAMS建立空间四连杆支撑机构虚拟样机并进行动力学仿真分析,获得中心支撑点和连杆铰点约束力变化曲线.计算与仿真结果表明该机构高速旋转时支撑中心摆动力矩趋于0且中心点作用力始终为恒定值,动平衡特性满足高速运转要求,可以替代传统行星轮式支撑机构应用于高速切割系统.     

伺服三坐标送料系统传动机构设计

为实现多工位压力机的送料要求,选择合理的双曲柄连杆滑块机构,在一个平面内实现提升和夹紧运动,再与传送方向的运动耦合,实现工件的传送。采用理论分析方法,得到了具有两个自由度的双滑块机构的运动方程。根据机构传动要求,给出了确定双滑块机构参数的方法。以六杆主传动机构的25 000 kN多工位压力机为例,规划了各运动部件的动作时序和送料系统输出端的运动轨迹,并绘制了工作循环图。根据设计要求确定了送料系统的传动机构参数,对夹紧和提升运动的速度及相应的电动机转速进行了规划,并设计了送料系统的三维模型。     

基于CPAC的数控PCB钻床轴运动规划研究

针对PCB生产过程中因钻床高速加工频繁启停,而对钻床产生冲击,以至影响稳定性的问题,对钻床各轴的运动模式重新进行了规划设计。在满足工作要求的前提下,对梯形曲线及三角形曲线进行了优化得到最佳加加速度。在考虑加加速度、最大加速度、最大速度的情况下,根据实际加工距离,将运动模式归纳为4种简单参考模型。利用CPAC所提供的PVT运动模式,将4种模型一一对应到PVT模式各参数。利用CPAC提供的软件开发平台Oto Studio软件上进行了程序开发。利用CPAC提供的硬件平台GUC-400运动控制器配合所选电机进行了试验。试验结果表明,不同加工距离可以对应到不同的参考模型,并且加速度曲线呈一次连续曲线,速度曲线呈二次平滑曲线,从而证明所研究的规划方案可以实际有效地减小钻床加工时的冲击,增加钻床稳定性。