大行程无耦合二维精密微定位平台设计与分析

为了满足当前精密重型设备对于大行程微定位平台的需求,本文提出了一种压电驱动大行程无耦合的二维精密微定位平台,该平台以压电陶瓷作为驱动元件,利用菱形位移放大机构对位移进行放大输出,同时实现了平台二维大行程、无耦合独立运动。设计了微定位平台的结构,分析了平台的工作原理;运用正交分析法研究了菱形位移放大机构位移输出的影响因素,优化了菱形位移放大机构,得出了平台优化的设计参数;通过有限元软件进行仿真分析,得到了平台的输出位移、位移放大倍数、刚度、固有频率、谐响应频率及最大位移输入时的应力。     

圆环-圆筒零件焊接高精度夹具设计

采用激光焊对圆环-圆筒零件进行焊接。由于激光焊接对工件缝隙的精度要求较高,设计了高精度夹具对圆环-圆筒零件的缝隙进行精确定位,精密夹具主要由下驱动机构、套管定位设计、套环下压机构设计等部分组成。结果表明,整个系统焊接产品的效率达到6秒/个,成品率达到99%以上。     

面向IC封装的两自由度高速精密定位系统

为弥补传统滚珠丝杠式两维驱动xy精密定位平台在速度和加速度提高上存在的不足,提出一种基于直线音圈电机直接驱动,采用新型弹性解耦机构的高速高精度xy定位平台.系统探讨了该装置的动态设计方法,在此基础上,加工生产出xy精密定位平台样机一套.通过对样机进行性能测试,结果表明,xy定位平台具有很高的速度、加速度和精度,能够适应当前IC封装业发展对高速高精度的要求.     

超声波精密直线位移机构的设计

闸述了由纵弯振子驱动的超精密直线位移实验平台,在实验平台上安装了微动机构,其位移通过高精密的传感器进行检测。通过纵弯振子直线型超声波电动机的驱动原理及结构特点,分析了预压力和激振频率对其性能的影响。提出了通过控制微型滑块的运动实现更高精度定位的方法。     

基于压电陶瓷的微进给平台的实验研究

超精密加工技术是机械制造业中最重要的部分,基于压电陶瓷的微位移机构是近年来发展起来的一种新型微位移机构。设计以压电陶瓷为驱动的、以弹性铰链为支撑的微进给平台,并进行大量的试验,采用不同的升降压步长对平台进行驱动。结果表明采用合适的升降压步长,可改善压电陶瓷的电压-位移的迟滞度,从而得到实用的电压-位移曲线。     

基于激光检测的机器人铣孔加工系统开发

针对浴缸铣孔加工时定位不准导致机器人难以实现自动化加工的问题,研究开发了一套基于激光位移传感器的浴缸铣孔机器人自动化加工系统。阐述了该系统的组成以及工作流程,搭建了基于激光位移传感器的浴缸铣孔机器人自动化加工平台,提出了一种通过激光位移传感器采集浴缸位置数据自动实现浴缸定位的算法,降低了浴缸机械定位的精度要求,并采用PLC与机器人实现了浴缸铣孔的自动化加工。最后进行了加工实验,结果表明采用该平台可实现浴缸铣孔自动化加工,孔中心偏差小于2mm,达到了加工工艺的要求。     

一种基于柔性铰链微旋转平台设计与仿真

针对微/纳精密操作定位精度需求,采用压电驱动方法,设计一种基于柔性铰链的新型微旋转平台。设计一个直角柔性铰链一级放大机构对机构的输入位移进行放大;并对放大倍数和旋转角度进行了理论分析;比较该微旋转定位平台输出位移理论值和ANSYS有限元仿真值,理论值和仿真值基本吻合;对微旋转定位平台的柔性铰链应力变形进行了验证,在满足其输出位移情况下,材料的力学性能符合设计要求。     

基于光栅干涉仪的超精密位移定位测量新方法

对进一步提高光栅干涉仪定位检测系统的定位精度和位移检测分辨率进行了研究,分析了检测视场中干涉条纹的不同测量位置对定位系统的影响,提出了一种利用干涉相移进行超精密位移检测的新方法,在传统的光栅干涉仪系统中加入相位扫描机构,使光电传感器在检测视场中的两个干涉条纹间进行移动,从而改变了光栅干涉仪的接收相位,理论上可以达到纳米、亚纳米等更高精度的检测。精密定位检测实验表明,采用该检测定位方法可以提高定位精度16%以上。     

基于柔性铰链的微位移机构设计

针对传统机械式微位移机构无法达到很高的定位精度,设计了一种用于实现精密定位的压电陶瓷驱动的微位移机构.给出了该机构柔性铰链的设计参数,并计算了铰链材料的强度.利用有限元分析软件ANSYS对微位移机构进行结构静力分析,分析了理论计算与实际机构之间存在的误差,结果表明,所设计的柔性铰链参数是正确的.     

一种气体静压主轴回转精度测试平台的设计

对精密、超精密气体静压主轴回转精度测试现状进行概述。介绍自主设计的一种气体静压主轴回转精度测试平台,该平台主要包括测试平板、调心组件、柔性联轴器、位移传感器、标准球和电机等,并说明测试平台的组成、结构设计及测试实例。设计的气体静压主轴回转精度测试平台,为解决不带驱动及编码器精密、超精密主轴的回转精度测试提供了参考。     

基于视觉定位的轴承在线快速检测系统

利用视觉技术快速灵活的特点,结合激光检测的准确性,针对精密轴承的生产线进行快速定位在线检测。将面阵相机与工业激光传感器相结合,实现轴承在线生产中的质量检测,完成多点位的质量缺陷检测与尺寸加工精度检测。建立一整套自动化检测系统,实现了快速定位、表面缺陷检测与多位置尺寸测量。同时发挥视觉检测与激光检测的优点,实现了高速度、高效率、高精度的在线检测。     

角位移传感器膜电阻全自动激光修刻系统试验研究

导电塑料角位移传感器中的膜电阻是其核心结构,直接影响传感器的各种输出性能,必须依靠修刻才能满足要求。激光修刻技术是近几年出现的膜电阻修刻新技术,利用了激光微加工精准、非接触并快速的优势,能达到非常高的修刻精度和效率。激光修刻系统主要由带自动调焦激光器、工件自动装卸机构、回转修刻台、阻值在线检测电路和工控机等组成。膜电阻修刻算法是实现快速高精度修刻的关键,依据离散逼近修正理论,通过采用反馈电压算法实现系统的自动修刻控制,试验结果表明:激光修刻系统能达到0.1%的电阻修刻精度和3 min/个的修刻速度。     

基于激光SLAM的移动机器人导航算法研究

定位技术是机器人技术中导航控制和路径规划的关键问题,传统定位方式采用全球定位系统(GPS),难以完成精准的定位导航功能,不依赖于GPS的定位导航方法是目前机器人领域的研究热点。提出一种基于激光雷达采集的点云信息帧间匹配方法,根据改进式激光点云数据的位姿估计算法,结合非线性优化进行了校正和优化,完成移动机器人对未知环境的精确定位。通过ROS机器人操作系统搭建实验平台,对改进算法进行验证,证明改进后帧间匹配算法的建图和定位效果对应的鲁棒性与定位精度效果更佳,可满足工程要求。     

圆形硅钢片氩弧焊焊接设备的设计

针对圆形硅钢片多层焊接,采用氩弧焊机作为热源设计了整套焊接系统,主要由机柜、功能组件、控制系统和焊机系统等组成。其中功能组件由定位机构、压紧机构、焊枪升降机构、旋转机构以及对应机加件组成,自动实现硅钢片的定位、压紧、焊接和上下料等功能,提高生产效率。同时压紧机构可实现硅钢片的轴向压紧力大于4 000 N,焊枪升降机构可一次性完成100片硅钢片的多层叠加焊接,确保了焊接质量的稳定性。     

基于Halcon的电声器件焊点定位系统

为了解决在电声器件的自动化焊接过程中所存在的焊点定位精度不高,焊线偏离焊头等问题,介绍了一种基于视觉软件HALCON的焊点定位系统。该系统包含硬件设计、图像处理与运动控制三部分,首先将采集到的图像进行处理以提取图像焊点坐标,然后通过坐标标定将所得到的焊点坐标转换到运动平台坐标系中,最后配合运动控制器进行焊点定位。通过多次实验,验证了利用机器视觉技术可以实现电声器件漆包线引线点焊的精确定位。相对人工焊接方式,采用机器视觉技术后自动焊接效率高,焊接质量良好,其重复定位精度可以达到0.016 mm。     

激光测距技术在桨毂限动器动态测试中的应用

介绍激光测距技术在某型直升机桨毂限动器角度在线测量中的应用,阐述了限动器角度在线测量原理、设备结构、测量方法等内容。限动器角度在线测量设备采用激光测距技术和伺服系统控制技术,实现了测试过程的智能化。基于KingView应用软件平台,通过高精度激光测距传感器精确测量限动器打开或闭合的距离值,输入至计算机进行计算,获得限动器打开、闭合过程的角度值,以判定限动器在规定转速下打开、闭合是否符合工艺要求。角度值通过高精度角度检测工装进行校验,以确保测量数据准确、可靠。该设备已在多型直升机限动器测试中应用,显著提高了测试效率和测量精度。     

基于改进CC路径截面线法的机器人铣削加工刀具轨迹生成方法

机器人铣削加工技术是当前机器人技术发展的重要方向之一,而刀具轨迹的自动生成是实现机器人铣削加工的一个关键环节。以Open Cascade为几何造型技术开发平台,以改进的CC路径截面线法为轨迹生成方法,通过对约束面间距进行动态调整,改进了传统CC路径截面线法刀轨疏密不一致的问题,从而能够提高机器人铣削加工精度。在此基础上,开发出相应的CAD/CAM软件系统,实现了自由曲面精粗加工刀具轨迹的自动生成。最后,通过仿真和实验对生成的刀具轨迹进行了验证,验证了方法的可行性和准确性。     

超声液浸检测中探头的最佳位置与自动调整

提出了在数字化、自动化超声液浸检测中探头与工件之间最佳距离的概念,并给出了最佳距离的计算方法,与此同时,借助计算机技术、精密仪器技术和数控技术等,开发了一个探头自动调整系统,提高了超声检测的效率、精度和可靠性。     

基于视觉与激光结合的堆叠工件快速定位方法

针对机械手对复杂工况下的工件进行自动抓取时精度较低的问题,提出一种采用改进SSD卷积神经网络算法配合多激光传感的方法,对堆叠情况下的工件进行快速精确定位。采用SSD算法融合多视窗检测方法,对视觉获取的RGB图片进行检测,获取工件水平位置信息;结合主动跟踪激光传感系统,获取工件表面的法向量,确定工件的空间位姿。搭建了硬件实验平台,在此平台上开发了一套视觉与激光融合的工件定位抓取系统,并以非标零件为实验对象在堆叠情况下进行多组实验,在模拟车间自然光照环境下,工件识别率95.4%,平均耗时为40ms,工件识别的平均坐标偏差1.86mm,法向量平均偏差为1.39°,机器人抓取率为98.2%,实验结果表明,该方法定位准确,速度快,在自动化生产线上具有可行性。