基于PSO的车间柔性调度计算

在不确定车间信息环境下的调度策略问题中,提出多目标车间柔性调度的规划模型,并应用粒子群算法进行求解,给出具体的算法应用过程.实验结果验证该模型和算法的有效性及实用性.     

交货期惩罚下柔性车间调度多目标Pareto优化研究

针对传统作业车间调度问题的局限性,结合实际生产过程的特点和约束条件,建立路径柔性的作业车间调度仿真模型。采用连续空间蚁群算法,对柔性车间作业进行多变量、多约束下的调度布局优化设计,在考虑各个机器提前/拖期完工的惩罚值,所有机器上的总负荷、成品合格率和最大设备利用率等性能指标更加合理情况下,为每次迭代产生的邻域解集作为Pareto非支配排序,防止算法操作过程中劣解的产生,提高求解效率。并与自适应免疫算法和交换序列混合粒子群法的优化结果进行对比,该算法可有效改善基本蚁群算法的停滞现象和全局寻优能力差的缺点。目前,该方法已在某机械公司进行示范,在提高加工效率、降低生产成本、减少协作费等方面效果显著。     

多目标优化设计在机构运动学综合中的应用

基于杆长约束,机构综合问题可以转化为非线性方程组的求解问题,再将非线性方程组转化为多目标无约束优化问题,应用多目标优化方法求解.应用多目标优化原理,首次提出了机构综合问题非线性方程组求解的新方法,并用Matlab语言的优化工具箱实现求解.机构运动学综合的实例表明该方法的正确性与有效性.     

基于奇异摄动法组合控制柔性机械手臂的研究

在柔性机械臂的控制研究中,实现定位目标的同时必须快速消除柔性振动。基于奇异摄动法和双时标分解,提出了一种混合控制方法。柔性机械臂的模型可分解为两个子系统：慢时标子系统和快时标子系统,快时标子系统采用模糊控制,慢时标子系统采用速度反馈控制,并验证了该方法的控制性能。     

多目标批量生产柔性作业车间优化调度

研究批量生产中以生产周期、最大提前/最大拖后时间、生产成本以及设备利用率指标(机床总负荷和机床最大负荷)为调度目标的柔性作业车间优化调度问题。提出批量生产优化调度策略,建立多目标优化调度模型,结合多种群粒子群搜索与遗传算法的优点提出具有倾向性粒子群搜索的多种群混合算法,以提高搜索效率和搜索质量。仿真结果表明,该模型及算法较目前国内外现有方法更为有效和合理。最后,从现实生产实际出发给出多目标批量生产柔性调度算例,结果可行,可对生产实践起到一定的指导作用。     

柔性机构振动控制的研究进展及存在的若干问题

闭链及开链柔性机构的振动控制问题已引起了许多研究者的关注,正逐渐成为机构动力学的一个新的研究热点。本文从被动控制、主动控制及主被动一体化控制等方面论述了柔性机构振动控制领域的研究现状、主要研究方法及存在的问题。提出了当前研究中应着重注意的几个方面和需要解决的关键问题。     

现代刀具材料系列讲座(十) 超硬刀具材料——金刚石与立方氮化硼

介绍了超硬刀具材料(金刚石与立方氮化硼)在加工不同工件材料时的切削数据。工件材料包括铜、铝合金和一些难加工材料。文中列出较多的试验数据和曲线,阐述了超硬刀具的切削性能和切削机理。     

金刚石刀具刃口轮廓新型检测方法与技术

研究了原子力显微镜扫描方式及原子力微探针坐标方式的刃口轮廓测量技术。原子力探针新型检测方法与技术可以在亚微米尺度内很好地克服传统测量方法精确度低的缺点，而且操作简便，为目前超精密加工领域中金刚石刀具研磨技术水平的提高提供了有利的技术手段。     

Feedforward suppression of force ripple based on a simplex-optimized dither signal

This paper presents the design and realization of a feedforward dither signal to reduce the force ripple in an iron-core permanent magnet linear motor (PMLM). A composite control structure is used, consisting of three components: a simple feedforward component, a PID feedback component, and a ripple compensator (RC). The first two components are designed based on a dominant linear model of the motor. The dither signal is generated based on a signal model which is identified using a multidimensional simplex downhill method. In this way, a simple approach is available to eliminate or suppress the inherent force ripple, thus facilitating smooth precise motion while uncompromising on the maximum force achievable. Real-time experimental results verify the effectiveness of the proposed scheme for high precision motion trajectory tracking.     

基于锯切弧区切向力分布的功率消耗模型

在分析锯切弧区内单颗磨粒切削深度与锯切参数及锯切弧区内切向力分布关系的基础上,依据能量转化原理建立基于弧区切向力分布的锯切功率消耗模型(Power on force distribution,PFD)。通过系列锯切试验测量不同锯切参数下的锯切功率消耗,采用回归方法分析所建PFD模型的适用性及其影响因素,然后采用此模型进行锯切功率仿真预测,并比较锯切参数组合在不同样本抽取方式下的预测误差率差异,最后进行少样本预测的实例验证。试验结果表明,所建立的锯切功率消耗模型能很好地反映同一线速度下锯切功率与锯切参数之间的对应关系,这与同一线速度下锯切弧区内切向力基本服从同一种分布关系有关。锯切功率仿真预测及实例预测的结果表明,结合弱对角线抽样方式,采用所建模型可以实现锯切功率的少样本预测。     

弹性机构振动被动控制中模态损耗因子的确定

针对组成弹性机构的特点,给出了一种描述组成弹性机构的２节点８自由度约束阻尼平面刚架单元的形函数,建立了含大阻尼材料时弹性机构的动力学方程,基于此研究了弹性连杆机构模态损耗因子的预测问题。文中方法概念清晰、计算简单、预测可靠。可用于解决阻尼处理中的机构结构参数的优化设计问题。     

超精密车削切屑形成过程的试验研究

超精密车削中的各种物理现象，如切削力、刀具磨损以及加工表面质量等问题，都是以切屑形成为基础的。而生产实践中出现的许多问题，如振动、卷屑和断屑等，又都与超精密切削过程密切相关。选用的材料种类和切削条件不同，可生成不同形态的切屑。文章提出了一种研究切屑形成过程新的试验方法，利用该方法能够得到金刚石车削时高清晰的金属材料塑性流动图像。     

FORCE FEEDBACK MODEL OF ELECTRO-HYDRAULIC SERVO TELE-OPERATION ROBOT BASED ON VELOCITY CONTROL

The tele-operation robotic system which consists of an excavator as the construction robot, and two joysticks for operating the robot from a safe place are useful for performing restoration in damaged areas. In order to accomplish a precise task, the operator needs to feel a realistic sense of task force brought about from a feedback force between the fork glove of slave robot and unfamiliar environment. A novel force feedback model is proposed based on velocity control of cylinder to determine environment force acting on fork glove. Namely, the feedback force is formed by the error of displacement of joystick with velocity and driving force of piston, and the gain is calculated by the driving force and threshold of driving force of hydraulic cylinder. Moreover, the variable gain improved algorithm is developed to overcome the defect for grasping soft object. Experimental results for fork glove freedom of robotic system are provided to demonstrate the developed algorithm is available for grasping soft object.     

形状记忆合金驱动的曲柄滑块机构多目标优化设计

提出了一种应用于水下机器人方向舵、滑块为原动件的曲柄滑块传动机构,形状记忆合金差动驱动是该机构的突出特点.分析了形状记忆合金差动驱动的曲柄滑块机构运动机理,基于形状记忆合金驱动器的变形能力和力学性能,采用多目标优化设计理论和算法,对形状记忆合金差动驱动的滑块行程和作用在滑块上的初始驱动力进行了综合优化,得到了曲柄滑块机构的结构优化参数,同时为形状记忆合金差动驱动器的性能参数设计提供了理论依据和设计准则.虚拟样机仿真试验验证了机构良好的驱动和传动性能.     

Laboratory-level telesurgery with industrial robots and haptic devices communicating via the internet

With recent advances in data communications and robotic engineering, surgical robots have evolved into telerobotic surgical platforms that permit surgeons to operate on patients from remote locations using robotic instruments. Even so, telesurgical systems need to be improved by considering haptic sense or force feedback. In this study, a laboratory-level telesurgical system with force feedback was developed using industrial robots and commercial haptic systems operating over the Internet. Telesurgery via high-bandwidth UDP/IP communication was successfully conducted on objects mimicking human organs by the surgical robot system commanded by a surgeon 40 km away. During the test experiment, the surgeon could feel the interaction between the instruments and the tissues. The time delay was less than 45 ms with very little discrepancy between the command of the haptic device and the movement of the robot. This technology is useful for developing a clinically applicable telesurgical robot system that could be used in various emergency situations.     

一种多抓取模式夹持器的设计与实验

设计了一种具有多种抓取模式的广义夹持器,使其能够抓取各种薄板零件。该夹持器集成了两组由紧凑型力传递机构驱动的手指;采用D-H法建立了夹持器空间多连杆机构的运动学模型;以最大化工作空间、机械增益和结构刚度为目标进行多目标优化,得到3组夹持器结构参数,并通过Adams软件构建虚拟样机,将优化过程的结果与虚拟样机的结果进行比较,验证了所提出的优化方法可以获得更大的工作空间和更大的机械增益;最后,根据优化后的参数,试制夹持器模型,并通过3种不同的抓取方式实验验证了该结构进行板材抓取的可行性。     

柔性机器人协调操作的无内力载荷分配

为解决柔性机器人协调操作系统的逆动力学问题，提出一种无内力载荷分配法。该方法首先在操作空间基于无内力的原则规划载荷分配系数，然后在关节空间以关节输入力矩最小为目标确定机器人各个关节的输入力矩。以2个3R柔性机器人协调操作刚性物体为例，验证了该方法的有效性。