一种单芯片多轴运动控制器设计

设计了一种以现场可编程门阵列(FPGA)为核心模块的多轴运动控制器.该运动控制器具有开放式、可重构及模块化的特点,并且能够方便地运用到各种应用场合.     

基于AMR的多轴伺服控制器设计及其应用

讨论了一种采用ARM处理器及FPGA设计的7轴电动机伺服运动控制器.与采用传统的MCU设计的多轴电动机伺服运动控制器相比,该控制器具有较高的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法.试验表明,控制器性能稳定可靠,能够满足多轴电动机伺服运动控制的需要,已成功应用于7自由度数据臂力反馈控制系统设计.     

符合IEC 61499的分布可重构STEP-NC控制器设计

针对作为网络化可重构生产线底层生产设备网络物理节点的数控设备控制器,分析了目前符合STEP-NC的开放式结构数控系统对分布可重构制造环境的适应性能及需要增强的环节.引入IEC 61499分布式控制机制,通过提高单台设备控制器分布可重构控制能力来提高其对生产线制造环境的综合适应能力.将加工特征作为联系两个机制的桥梁,建立了符合IEC 61499机制的数控设备Device模型.该模型设计了基于轴控制的Resource模型与本地加工功能块为主体的设备柔性控制结构,详细说明了加工事件驱动的各功能子模块的设计方法.该建模方法在四轴控制开发平台上进行了实例应用.     

基于控制器的五轴运动数据采集系统设计实现

采用研华APAX-5580运动控制器搭建系统的硬件平台,利用VB6.0为软件平台开发五轴运动数据采集应用程序系统,通过调用控制器的运动函数数据库实现各轴的指令实时位置、实际位置、运动状态、起始速度、运行速度、运动距离以及系统状态设置和压力传感器信号等数据采集功能模块。经试验验证,数据采集系统具有良好的准确性、稳定性及实用性。     

基于运动控制器的开放式运动控制系统研究与应用

介绍了在运动控制中应用比较广泛的运动控制器的特点及其应用,并以基于固高GT200-SV控制器开发的一个两轴同步运动控制系统为例,进一步对以运动控制器为核心的开放式运动控制系统进行研究和分析.     

基于Web服务的数控系统运动控制集成技术研究

对数控系统信息集成中的一个非常重要的问题——运动控制器的集成技术进行了研究.对运动控制器和CNC 的集成统一接口标准进行了讨论,提出了版本空间的概念和缩小版本空间的方法.进行了基于Web服务的运动控制器的Web服务开发和实验.研究结果为数控系统和车间数字化制造设备的跨平台无缝集成和可重构提供了支持.     

[误差建模及精度保证方法]基于稳定裕度的机床轮廓控制器增益设计方法

机床轮廓控制器通常被设计为P控制器,其控制增益是决定控制效果的关键参数。为定量设计轮廓控制器增益值,提出了基于稳定裕度的控制器增益设计方法。首先基于最小二乘法辨识机床各轴的离散传递函数模型,然后根据传递函数模型及Jury准则确定增益的稳定域,最后根据稳定裕度构造目标函数,并在稳定域内求解满足稳定裕度要求的轮廓控制器增益值。在三轴机床上设计轮廓控制器,实施轨迹联动实验,以验证方法的有效性。实验结果表明,基于稳定裕度设计的轮廓控制器可在保证机床运动平稳性的条件下使螺旋形轨迹的轨迹误差最大值减小39.06%,扇形轨迹的轨迹误差最大值减小少34.33%。     

基于单片机的脉冲式运动控制器的开发与研究

运动控制器作为机电一体化的核心,在工业生产中得到了广泛的应用,在科技进步的同时,市场需求决定了高性能、低成本的运动控制器将具有广阔的发展前景。在分析数控系统组成的基础上,以具有DSP功能的16位单片机SPCE061A作为核心处理器,以松下数字式交流伺服电机及配套驱动器为控制对象,设计了一款经济实用的脉冲式多轴运动控制器。结合单片机外围定时计数器,通过脉冲方式对电机进行控制,可同时对四轴伺服电机或步进电机进行控制。试验结果表明该系统电路设计合理、结构简单、运行稳定可靠、性价比高,可用于数控机床、机器人、自动导航小车等领域。     

PLC在磨床双轴控制系统中的应用

介绍了可编程序控制器（PLC）在轴承外圈沟道台式磨床中的应用，通过PLC可实现对磨床的砂轮轴和工件轴进给运动的控制，具有线路简洁，编程容易，功能强大，控制精度高的特点。     

基于ARM的多轴伺服控制器设计及其在7自由度数据臂中的应用

讨论了一种采用ARM处理器及FPGA设计的7轴电机伺服运动控制器、与采用传统的MCU设计的多轴电机伺服运动控制器相比，该控制器具有较高的集成度和灵活性，便于用户实现较为复杂的算法：试验表明，控制器性能稳定可靠，能够满足多轴电机伺服运动控制的需要，已成功应用于7自由度数据臂力反馈控制系统设计。     

可重构机床的模块化设计

可重构机床是可重构制造系统的重要组成部分 ,其设计方法是实现制造过程可重构的关键。本文对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨 ,系统分析了可重构机床区别于传统机床的模块化设计方法和特点。针对可重构机床设计任务驱动、运动重构的需求 ,在对机床结构进行拓扑图抽象描述的基础上 ,基于螺旋理论对加工任务进行运动分析和机床运动建模 ,提出了一种可重构机床模块化综合的设计方法 ,以生成满足加工任务运动需求的机床重构可行方案。     

一种可重构机床设计方法研究

从可重构机床的设计理念出发。通过构造可实现车、铣、镗、钻等切削功能的结构模块群，提出了一种可重构机床的数字化原型样机。给出了该可重构机床的实现方法。事例研究表明，提出的可重构机床方案可以通过其结构和功能的重构。实现不同特征和批量零件的加工。为可重构机床的设计和研究提供一条思路。     

可重构机床及其关键技术

本文首先介绍了可重构机床的概念，讨论了它的基本特征和优点，接着论述了可重构机床的关键技术，最后对在我国发展可重构机床提出几点建议。     

Cooperative optimization of reconfigurable machine tool configurations and production process plan

The production process plan design and configurations of reconfigurable machine tool (RMT) interact with each other. Reasonable process plans with suitable configurations of RMT help to improve product quality and reduce production cost. Therefore, a cooperative strategy is needed to concurrently solve the above issue. In this paper, the cooperative optimization model for RMT configurations and production process plan is presented. Its objectives take into account both impacts of process and configuration. Moreover, a novel genetic algorithm is also developed to provide optimal or near-optimal solutions: firstly, its chromosome is redesigned which is composed of three parts, operations, process plan and configurations of RMTs, respectively; secondly, its new selection, crossover and mutation operators are also developed to deal with the process constraints from operation processes (OP) graph, otherwise these operators could generate illegal solutions violating the limits; eventually the optimal configurations for RMT under optimal process plan design can be obtained. At last, a manufacturing line case is applied which is composed of three RMTs. It is shown from the case that the optimal process plan and configurations of RMT are concurrently obtained, and the production cost decreases 6.28% and nonmonetary performance increases 22%. The proposed method can figure out both RMT configurations and production process, improve production capacity, functions and equipment utilization for RMT.     

A feature-based generic setup planning for configuration synthesis of reconfigurable machine tools

Reconfigurable machine tool (RMT) plays a vital role in reconfigurable manufacturing systems creating modularity, convertibility, reusability, and scalability in systems. RMT also needs to be characterized for multiple spindle orientations. Different tool positioning requirements (spindle orientations) arising with a part or a part family can be associated to synthesize and customize the RMT configuration. In this paper, we have proposed a new approach of generic setup planning (GSP) for RMT configuration synthesis. From the feature-based computer-aided design data, machining features are grouped according to their tool approach direction in GSP. To support its implementation, an enriched machining feature definition is also introduced. A new algorithm is developed for automating GSP generation and verified against a standard case study.     

快速制造模具技术

由新产品设计迅速形成高效、低成本、优质的批量生产并抢占市场，能否快速制模(RT)尤其是快速制造金属模具(RMT)是关键。RT技术在硅肢、树脂等软模快速制造方面已取得长足进步，目前正向快速制造金属硬模尤其是直接快速制造金属模具(DRMT)方向迅速发展。介绍了快速制模尤其是快速制造金属模具技术在材料、工艺、设备方面的研究进展，以及RMT技术与高速铣削技术(HSM)各自的优势，并探讨了与其竞争中面临的关键问题。     

可重构机床设计

为实现机床整个生命周期的可重构性，给出了可重构机床设计的基本原理。根据并行工程理论，提出了一种基于工艺规划与机床配置并行完成的可重构机床设计方法，将机床整个生命周期的配置／重构设计过程分解为几个相互关联的子过程。针对各子过程的实现，以气缸体类零件加工为例，给出了相应的理论和方法，即设计可重构机床的几个关键使能技术。     

可重构机床整个寿命周期的配置设计方法

提出了一种在可重构机床配置设计的初期 ,对机床整个寿命周期的变化需求 (零件混流和产量 ) ,生成经济的经过整个寿命周期所有需求阶段的配置路径的方法。建立了固定需求阶段的机床成本模型 ,并利用整数线性规划方法得到固定需求阶段的可重构机床最佳配置 ;提出了可重构机床配置相似性概念 ,在此基础上 ,利用改进的遗传算法生成固定需求阶段的可选可重构机床配置方案 ;通过计算相邻需求阶段的机床配置相似性来评价可重构性 ,并再次利用改进的遗传算法获得经过可重构机床整个寿命周期所有需求阶段的最优配置路径。     

模拟主用户攻击情况下的压缩宽带频谱感知

由于ADC采样速率的限制,特别是在恶意用户试图模拟主用户(PU)以阻止次用户(SU)接入空闲授权频谱的情况下,使得认知无线电网络(CRN)中的宽带频谱感知技术面临着极大的技术挑战。针对这些问题,本文提出一种基于随机矩阵理论的压缩宽带频谱感知方法(RMT-CWSS)。RMT-CWSS算法利用随机矩阵理论直接对压缩观测数据进行处理,无需重构出原信号即可实现对宽带频谱进行感知。同时,为了减轻次用户在数据获取和频谱感知过程中的开销,本文提出一种基于传感器节点(SN)辅助感知的合作频谱感知架构。理论分析与仿真结果表明,在存在恶意用户模拟主用户进行攻击的情况下,与传统的基于RMT的宽带频谱感知方法相比,该算法具有复杂度更低、感知性能更好、更稳定等优点。     

可重构机床模块化设计技术研究

可重构模块化机床是可重构制造系统的主要组成部分,其设计方法是实现制造过程可重构的关键。本文对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨,系统分析了可重构机床区别于传统机床的模块化设计和特点。阐述了实现可重构机床模块化设计的关键技术难点,间接勾画了可重构机床的模块化设计理念,接着论述了可重构机床应着重加强研究的内容。