基于视觉的铁钻工控制系统的设计

铁钻工广泛应用于海洋、陆地钻井、修井作业时上卸钻杆丝扣,是液压大钳的升级产品。本文主要在铁钻工中引入视觉伺服系统,对钻杆自动定位,为进一步实现井口无人化操作做准备。介绍了铁钻工的自动控制原理,在控制系统中引入视觉,构建手眼局部视觉伺服系统,并利用视觉反馈和超声波传感器进行钻杆定位。在Matlab/simulink的基础上对系统进行仿真分析,将手-眼视觉与超声波测距传感器相结合,融合二维图像信息与距离信息初步实现了对钻杆的识别与定位。     

铁钻工在现场的试用对比分析

在自动化钻井生产中,铁钻工是目前最先进的扭矩旋扣设备,可完成钻杆、套管等钻具的旋扣连接工作,提高生产效率和安全性,是现代化钻井中重要的自动化设备之一。通过现场使用,对比分析了铁钻工的结构、工作原理和技术参数,阐述了铁钻工优缺点及改善的意见。     

三点直推式铁钻工冲扣钳壳体关键制造技术

铁钻工是一种配套钻井的自动化井口工具,主要用于进行钻杆、钻铤、接头的旋扣和冲扣作业,可替代人力操作,并能有效提高生产效率和安全性。文中探讨的铁钻工冲扣钳结构为三点直推式,适用于大转矩级别的铁钻工,通过对冲扣钳壳体进行过程分析、制定加工工艺流程并完成了生产制造,为三点直推式铁钻工的壳体加工提供了技术支撑。     

铁钻工旋扣钳碳纤维滚轮优化与试验

针对现有铁钻工旋扣钳转矩不足、紧扣效率低的问题,对铁钻工旋扣钳滚轮和钻杆的摩擦特性进行研究,分析了铁钻工上、卸扣过程中滚动摩擦力、静摩擦力的影响因素及提高旋扣钳转矩的方法。在此基础上,开展碳纤维滚轮的旋扣摩擦转矩试验研究,得出该材料滚动摩擦、静摩擦转矩相对现有钢制滚轮摩擦转矩可提高50%,旋扣钳滚轮使用该材料对钻杆损伤小、可提高旋扣转矩、提升上卸扣效率的结论。并给出继续优化材料的配方,改善耐磨性,跟踪油田现场应用及优化旋扣钳使用程序的发展建议。     

铁钻工冲扣钳上、下壳体加工方法研究

铁钻工作为现代化钻井中重要的自动化设备之一,可实现钻杆、钻铤等钻具的旋扣连接工作,冲扣钳在铁钻工工作时起着夹紧及冲扣的作用,其上、下壳体属于铁钻工主承载件,在冲扣过程中受到滑块传递给它的转矩,通过对上、下壳体的结构分析、加工变形分析,合理设计工艺基准及切削参数,制定出合理的工艺方案。     

一种轨道式铁钻工旋扣钳的研制

轨道式铁钻工旋扣钳是一种旋扣工具,其工作原理是能夹持钻杆本体高速旋转,旋转时带动钻杆整体快速旋上或卸开接头螺纹,它和冲扣钳组合在一起构成了井口机械化工具—"轨道式铁钻工"。文中对轨道式铁钻工旋扣钳的结构、工作原理、技术参数、液压控制原理、电气控制系统及运动仿真等作了详尽的阐述。并结合现场的试验情况阐明了旋扣钳的结构参数设计合理,整体性能先进,布局紧凑,整体安装、拆卸及维护都很方便。同时也指出了该设计为油田工作者带来的好处。     

海洋钻井平台铁钻工主要结构形式浅析

铁钻工是海洋钻井平台管子自动化处理装置的组成部分之一,能实现对钻具的上、卸扣作业,有效提高管子处理的自动化水平。介绍了铁钻工上、卸扣的工艺流程,并根据运移装置的不同,对国内外现有铁钻工的主要结构形式进行了归类,对各类铁钻工的特点进行了分析。     

多传感器融合的智能车辆导航研究

为了解决单一传感器信息获取的不足,提出了一种融合视觉和超声波信息进行导航的方法,给出了从视觉信息中提取路面标志线及判断障碍物方位的算法。用D-S证据理论和模糊处理的方法将视觉分析得到的环境信息与多个超声波传感器获得的信息进行融合。算法包括了图像分割和数学形态学处理、超声系统的建模和信息的融合。仿真与实验结果表明：该方法可以有效提取出路面标志线并且信息处理和融合方法能有效判断障碍物,获得良好的避障导航效果。     

具有互锁功能的气控液型伸缩臂式铁钻工的研制

具有互锁功能的气控液型伸缩臂式铁钻工是一种钻具上卸扣工具,其工作原理是能完成钻具整体快速旋上或卸开接头螺纹,同时实现了气控液型伸缩臂式铁钻工工作与顶驱工作的互锁。文中介绍了气控液型伸缩臂式铁钻工的结构、工作原理、技术参数等,也对其现场的使用情况进行了阐述,指出该铁钻工的优点。     

铁钻工润滑方式的改进与优化

铁钻工是管柱自动化的关键设备之一,该设备日常润滑维护工作量大,因润滑维护不及时出现机械故障频率高的问题。文中以TZG140S型伸缩臂式铁钻工为依托,对部分零件结构进行改进,以递进式集中润滑为基础,结合铁钻工工作状态,优化出适合铁钻工的润滑方案,将原有的人工单点润滑改进为集中润滑方式,实现了半自动化式集中润滑在铁钻工上的应用。同时优化了润滑管线的布局、防护,延长了设备的使用寿命、降低维修费用,减轻了现场的劳动强度,满足现场使用的需求,为后期铁钻工无人化、智能化集中润滑系统的应用提供了技术支持和依据。     

工控组态软件功能分析及其在工业控制中的应用

阐述了三维力控组态软件在工业控制中的实际应用,介绍了摩擦焊生产线。钻杆摩擦焊生产线自动监控是基于PLC的集散式控制系统;系统由上位计算机和PLC组成,对生产过程进行全程控制和管理;上位计算机通过监控画面对PLC进行参数设置,接受参数后PLC执行闭环控制;使用组态(HMI)软件设计各种监控画面;计算机与PLC采用SYSMAC WAY协议通信。     

扩管轧制线顶杆位置补偿系统电液比例控制研究

针对浙江大学研制的扩管轧制顶杆位置补偿系统,简述了顶杆位置对轧制钢管质量的影响。基于模糊决策和电液伺服控制技术提出了顶杆位置智能补偿的方案,并对具体系统进行了建模和控制分析。仿真和实际生产结果表明,该方案可以有效地实现顶杆位置的静态和动态补偿。     

基于单片机的高精度超声波测距系统

研制了一种收发一体式超声波测距系统,介绍了发射驱动及接收转换电路、随时间变化的自动增益控制(AGC)电路及环境温度补偿电路的电路结构,详细阐述了发射驱动及接收转换电路的工作机理及实现方式,提出了解决收发一体式超声波测距电路难题的新方法,设计的自动增益控制(AGC)电路,有效地解决了回波信号过于微弱而导致系统测量误差加大的难题。在此基础上,设计了相应的超声波测距系统的软件。在实验室对系统进行了实地测试,给出了实测结果并分析了产生误差的原因。实验表明,该测距系统具有较高的测量精度。     

机器人视觉伺服系统的研究与发展

论述机器人视觉伺服的发展历史、方向和研究背景,系统介绍了机器人视觉伺服系统的基本分类,重点介绍三种现有的控制结构、动态LookandMove系统、视觉直接伺服系统以及实现视觉伺服系统各个环节的主要问题。对智能控制在机器人视觉伺服系统中的应用作了介绍,并对控制系统实时性进行分析。展望今后的发展方向。     

A method for fine positioning of diagnostic packages in inertial confinement fusion experiments

A method based on binocular vision servoing for positioning of a diagnostic package in inertial confinement fusion (ICF) experiments is presented. The general diagnostic instrument manipulator will provide precision three dimension positioning and alignment-to-target capability in ICF experiments. In this work, we focus on the final precise automatic positioning with a binocular vision system. A three dimension image projection vector (IPV), which has an almost linear relationship with the target position in 3D space under the condition of weak perspective, is introduced to extract target position information from binocular image. The difference of the IPV between the current image and the desired image will be used as the input of servo controller. A differential motion model was found for the hybrid manipulator with three degrees of freedom. With this model and the said IPV, the servo strategy will be dramatically simplified compare with general image based visual servo in which the image Jacobian matrix needs estimated online. The experiment result implies that the locating accuracy of the manipulator is less than two pixels. This method can also be used in micromanipulation visual servo field.     

基于信息融合的自动泊车系统车位智能识别

针对自动泊车系统对不同类型停车位进行识别的要求,提出一种基于距离和视觉信息融合的停车位智能识别方法。建立了根据超声波传感器、视觉信息传感器、里程计信息来辨识停车位两侧车辆姿态和车位参数的模型,根据Mamdani模糊推理计算输出相应的泊车车位识别结果。利用Matlab/Simulink搭建车位自动辨识以及相应的泊车路径仿真模型,针对五个典型的停车位场景进行了仿真分析,仿真结果验证了车位智能识别和泊车路径规划方案的合理性和有效性。将自主开发的自动泊车系统搭载于某轿车进行试验,试验结果表明,该泊车系统对规则和不规则车位的自动识别正确率为88%~98%,平均值为92.8%,从而验证了车位智能识别方法的良好效果。     

LED chip accurate positioning control based on visual servo using dual rate adaptive fading Kalman filter

In this paper, to improve the positioning accuracy of LED chip, a dual rate adaptive fading Kalman filter algorithm with delay compensation is proposed and applied to the LED chip visual servo positioning system. Firstly, a structure of dual rate Kalman filter is introduced to the visual servo control system, which compensate the visual information delay and realize the accurate time sequential coordination of encoder and visual feedback. Then, considering the inaccuracy of system mathematical model, the adaptive forgetting factor is added to the iterative process of above algorithm, and the impact of accumulated model error on system stability is consequently mitigated. Finally, the experimental results show that the proposed method obviously decreases the positioning errors of LED chip and is robust to inaccuracy and uncertainty of system model parameters.     

CANopen总线在多轴伺服系统中的应用

以施耐德自动化产品作为研究对象,通过TSX Micro系列PLC,Lexium05系列伺服驱动器,BSH电机和一些自动化平台,阐述了现场总线CANopen在运动控制系统中的应用,以及如何利用这种独特的CANopen总线来控制多轴伺服系统,最后详细描述了点到点运行模式,说明了如何完成定位功能.在实践应用中,该技术具有广阔的推广应用前景.     

薄板激光焊机激光梁位置伺服系统

介绍了冷轧薄板生产线LW21L激光焊机激光梁位置伺服控制系统的相关工艺和控制方法。该位置伺服系统采用SIMODRIVE 611U变频、1FK7交流同步伺服电机和旋转编码器等电器。根据焊接工艺需要伺服系统的定位方式设置为手动控制和自动控制两种,定位系统设置为相对位置定位系统和绝对位置定位系统。采用PROFIBUS通信,保证了参数的快速、准确传递。该系统实现了切割光头和焊接光头的精确定位以及速度的闭环控制。     

PLC在塑管自动切割控制系统中的应用

介绍了塑料管材自动行星切割的工作原理及PLC控制系统。在分析了管材自动切割的工作流程的基础上，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计。在塑管生产线中，应用可编程控制器实现管材的定长切割和自动堆放，提高生产效率，增加系统可靠性和柔性。