板材加工柔性工具技术研究

针对成形后金属三维曲面零件的测量、装配等后续加工的支撑问题,提出了多点柔性工具技术。该柔性工具由按矩阵排列的数控调整冲头单元组成,可以根据CAD数据任意改变型面。本文对由多点柔性工具支撑的工件在自重下的变形规律进行了有限元分析,得到了工件最大变形量与板材厚度及冲头单元间距之间的关系,为多点柔性工具的设计开发提供了理论依据。     

白车身四门总成柔性测量支架设计和应用

通过对传统检具、专用测量支架和柔性支架的特点进行分析,阐述了柔性支架的设计理念和总体结构,柔性支架具有测量精度高、效率高、结构标准化、维护成本低等特点,采用数字化方法对零件尺寸进行测量,提高了测量数据的一致性、准确性以及匹配问题整改的效率。     

多工作台交换定位夹紧机构改进与应用

介绍了FMS800柔性生产线工作台交换定位夹紧机构结构特点与精度保证方法。柔性生产线中两台KHC80μ高精度卧式加工中心需与24块工作台任意组合,并要求交换重复定位精度在0.008 mm以内,所以需对定位机构以及其安装与调整方式进行改进与优化,以满足柔性线的使用需求。     

自动化冲压生产线过渡架结构的研究与应用

高速自动化冲压生产线线末通常配备空工位,针对传统产线线尾支撑机构通用性及稳定性差造成机械手放料不稳定,并导致零件出现变形及降低整线运行效率等问题,提出了一种适用于多种零件定位与支撑的柔性过渡架结构,该结构由主体钢架、调整导槽、移动滑槽、零件托架、平面刻度尺等部分组成,通过对调整导槽进行适应性匹配,可满足空工位的柔性定制需求。生产试验表明,该结构可显著改善机械手取放料过程零件定位晃动等问题,制件变形问题消除,产线运行效率提升1.27%。     

反应堆压力容器检查机支撑腿的设计及可靠性研究

反应堆压力容器检查机的支撑腿结构起定位和支撑作用,其结构的合理性对反应堆压力容器检查机的定位精度和可靠性具有重要影响。针对第三代核电站EPR堆型核反应堆压力容器结构,设计了具有自动定心功能的支撑腿结构。采用有限元方法分析了支撑腿结构的可靠性,并进行了验证力学试验。试验结果印证了相关理论分析结果,证明该支撑腿结构的设计是合理可行的。     

基于复合直梁型柔性铰链的导轨直线度测量研究

刚度是影响柔性铰链机械性能的重要参数指标,建立复合型柔性铰链拉伸刚度模型,在不同参数、不同尺寸条件下计算其解析解,通过ANSYS Workbench对其进行静力学仿真,分析各个结构参数对其刚度的影响,同时得出该种复合柔性铰链在同等尺寸及力的作用下比传统双边平行铰链有较大的输出位移。在解析解与仿真结果误差较小的情况下,设计出一种参数最优化的复合柔性铰链并搭建了测量平台,对滚珠丝杆驱动的导轨进行了直线度误差测量,将其结果和激光干涉仪测量结果对比,验证了基于该柔性铰链搭建的测量平台满足直线度的测量需求。     

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.     

一种基于补偿的多水下升降台精确定位方法

对于基于钢丝绳进行远程传动的多水下升降台,定位精度是保障演出效果的重要条件,故需保证位置零点的高度一致及运行过程的高定位精度。根据机械限位开关确定位置零点存在难以保证多升降台处于同一平面且调整工作量大的问题,而运行中因钢丝绳张力变化造成的弹性伸长又会影响位置控制精度。针对上述问题,对升降台运行过程中受力情况进行分析,设计了一种基于补偿的精确位置定位方法,通过测量零位误差和换向误差进行零位补偿和换向补偿以提高定位精度。最后,基于实际平台对该方法进行了验证,实践证明该补偿方法易于操作实现,能有效提高升降台位置定位精度。     

基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量北大核心

针对柔性臂末端存在负载情况下的振动测量研究,设计一种基于线结构光视觉的柔性臂振动位移测量系统。首先,选取负载柔性臂作为测量对象,搭建线结构光视觉测振平台,通过CCD相机采集机械臂末端由激光发射器发射的光条图像;其次,经过提取光条中心特征点,得到准确的光条特征点信息;最后,进行了振动位移测量实验。实验结果表明:基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量方法能够在非接触情况下进行实时、准确的振动位移测量,与压电测量法对比分析,实验结果平均差异率仅为1.2%,从而验证了线结构光测振系统方法的可行性和有效性。     

回转工作台关键部件装配工艺研究

研究回转工作台关键部件的装配工艺与调整方法,分析回转工作台传动系统、夹紧机构、支撑轴承部等关键部件装配、调试与检测的技术要求,以保证转台的定位精度和重复定位精度达到预期指标;介绍蜗轮蜗杆的装配工艺和检验标准;针对转台支撑轴承同心定位的调整方法和安装过程进行分析和探讨,说明支撑部件的优先级选取依据;阐述液压夹紧机构装配技术要求和安装方法,以及如何确保夹紧机构密封部件安装的可靠性。     

低压涡轮轴-轴盘调姿装配系统设计与研究

针对航空发动机涡轮轴-轴盘对接装配过程中因人工操作引起的对接点位置精度低、装配稳定性差以及效率低等问题,设计一套集测量、调姿、装配于一体的闭环控制系统。利用高精度测量探头对涡轮轴与轴盘内外表面位置进行测量。通过空间几何和坐标转换原理对涡轮轴和轴盘的姿态分别进行调整,保证涡轮轴面和轴盘轴面处于同一平面、涡轮轴轴心和轴盘轴心共线。针对测量过程中存在的误差,将装配过程中运动轴伺服参数实时反馈至PC端,利用PC端与控制器全闭环实现装配过程位置的检测和调整;调姿装配结束后,利用高精度传感器测量涡轮轴与轴盘对接处缝隙值并与目标值对比,以保证装配精度。通过试验对测量、调姿、装配过程进行验证,得到装配缝隙值小于2 mm。试验结果表明：涡轮轴与轴盘表面位置测量准确度高,对接装配过程稳定性强,测量装配精度满足实际要求,该系统具有一定应用价值。     

基于单目视觉的工业机器人定位系统的设计

在工业生产中,工业机器人如何能够准确地抓取和摆放工件是自动化生产中的一个重要问题,而问题的关键是准确地获取工件目标位置和姿态的信息。针对此问题,以图像辨识、处理及视觉定位为主要研究内容,设计了一种处理简单、计算准确的单目视觉定位系统。该系统包含静态图像采集平台、图像测量模块及与之匹配的三维空间中单目定位算法与姿态测量算法。经测试实验,并通过对数据和误差进行分析,系统满足自动化生产过程中对工件的空间定位与姿态测量的要求。     

一种大行程自动对焦的激光辅助加工平台

为了提高激光辅助加工效率,设计一种自动对焦高精度大行程精密定位工作台。该平台的光学对焦理论以激光三角法为基础,这是典型的非接触式测量,不需要计算机的对比计算,这也是该机构精度大、误差小的原因之一。同时,该平台机构在竖直方向上的位移能够达到100μm,这是普通精密机构很难达到的。传动部分中,丝杠两端采用交叉滚子轴承作为支撑,提高机构精度和稳定性。同时,利用压电陶瓷与柔性铰链相连作为微位移驱动器,实现平台精密定位和自动对焦。对焦过程中,不同的离焦量对应不同的LED信号灯提示,同时报警器会发出相应的报警信号提醒。驱动部分应用双联机构,避免了直流电机在驱动时产生震颤的问题,很大程度上提高了对焦平台的精度和对焦效率。     

大型箭体自动对接的同步滑模控制

在火箭总装过程中,部段对接是关系整发箭质量的关键工序。传统的对接依靠“目视人喊”,手工操作,需要反复调整,劳动强度大,装配质量无法保证。介绍一种利用激光跟踪仪采集数据,将滑模控制与同步控制相结合,控制车间自主设计的支撑架车进行部段的姿态调整,从而实现火箭部段自动化对接的方法。首先介绍激光跟踪仪布置方法以及架车调姿原理,然后通过Lagrange法对系统进行分析并计算出系统控制模型,最后通过MATLAB仿真进行论证。此方法大大提高了装配精度和装配效率,降低了人工劳动强度。     

基于多传感器融合的移动机器人定位研究

针对室内未知环境下单一传感器定位累积误差大、受环境局限等缺点,设计一种多传感器非线性融合定位系统,以提高移动机器人自主导航的定位精度。该系统通过高斯牛顿方程对由激光雷达、惯性测量单元、轮式里程计测量得到的位姿信息进行融合优化,补偿由于在室内环境信息下单一传感器定位精度低所带来的定位误差。实验结果表明:应用多传感器融合定位系统的移动机器人在长6 m、宽3 m的室内面对曲折复杂的路径和各种噪声干扰时运行总路程12.8 m后,可以将定位误差稳定在0.106 3 m内,并将平均相对误差稳定在0.716%左右。与现有方法对比,使用该方法提高了室内移动机器人定位的精度和鲁棒性。     

双驱双向AGV控制系统设计

以工业平板电脑+可编程多轴控制器(PMAC)构成开放式控制器硬件系统,采用面向对象的C++程序设计语言进行上位机控制系统软件开发。根据技术要求进行系统功能需求分析,采用模块化的思想,设计系统软件总体结构;介绍了导航模块纠偏算法的实现。最后以双驱动双向AGV为机械本体进行停车定位测试。结果表明:该AGV的平均定位精度为5.144 mm,最大的定位精度为9.232 mm,其精度满足要求,该控制系统软件较好地完成了导航定位任务。     

水平上调式三辊卷板机卷圆成形控制系统设计

针对目前三辊卷板机由于液压系统驱动导致的定位精度低、卷圆精度不高、运行过程不稳定等问题,在三辊卷圆成形工艺及水平上调式三辊卷板机结构的基础上,建立下辊上升量与卷制半径、板材厚度与材料属性之间的数学模型。利用该数学模型及光栅尺反馈的下辊位置,建立了下辊定位闭环系统,开发了以西门子S7-1200为主控制器的控制系统。试验结果证明:该控制系统实现了对下辊定位的精确控制,通过伺服电机驱动下辊升降提高了卷圆的成形精度及工作效率。     

竖井掘进机纠偏过程撑靴液压系统控制策略研究

为解决全断面竖井掘进机在钻进过程中的角度偏斜问题，提出纠偏过程撑靴液压系统控制策略。考虑到钻进过程中姿态测量的实时性，重点提出针对小角度偏斜的纠偏原理，将竖井掘进机的纠偏过程规划为绕钻头顶点旋转和向下钻进的交替配合；将各支撑液压系统的作用独立开来，以单个撑靴液压缸为对象，建立了含不确定干扰的纠偏过程撑靴液压系统动力学模型，设计基于模型补偿和角度误差符号积分的鲁棒控制策略，并通过李雅普诺夫稳定性分析证明了控制器可理论实现渐近跟踪性能；基于MATLAB/Simulink平台建立系统仿真模型和控制算法模块，选择两类转角指令，完成控制策略对比仿真。结果表明：在不确定干扰下所提出控制策略具有较高的偏斜角度调节精度。     

飞机重力重心测量装置控制系统设计与开发

针对飞机重力重心测量存在周期长、姿态不易调整、自动化程度不高和效率低等问题,提出一种重力重心自动测量方案,开发一套重力重心测量控制系统,采用计算机、可编程逻辑控制器,并结合激光测距、倾角传感检测和伺服控制的方式,实现了飞机姿态自动调整、飞机重力自动测量、重心自动计算、实时状态监控显示、远程监视和控制等功能。应用结果表明:开发的测量装置控制系统改变了传统姿态调整以及测量计算、分析和处理的方式,降低了劳动强度,测量效率及自动化程度大幅提升,验证了系统可行性和安全稳定可靠性。