高精度时栅转台控制系统设计

为了提高时栅转台控制系统的位置检测精度,提出了一种以卡尔曼滤波和PI控制融合的控制方法,并在此基础上设计了高精度伺服控制系统。该方法利用卡尔曼滤波预测实现PI控制器的参数预测自适应整定,控制系统以则采用以电流环作为内环、位置环为外环的双闭环控制结构和时栅传感器为转台位移反馈部件,同时,以ARM(LPC2124)为控制核心,结合电源电路、SP3232串口通信等硬件电路实现卡尔曼滤波和PI控制相融合的控制方法。经实验测试,设计的时栅转台伺服系统具有运动稳定可靠性,位置检测精度在-0.8″～1.2″范围内, 满足高精度时栅转台控制系统的精度要求。     

齿槽等分性对时栅位移传感器的精度影响分析

时栅位移传感器主要采用线切割加工的工艺手段实现产品定子和转子的齿槽加工.线切割加工的精度受限于机床自身精度、钼丝实时补偿能力和切削液纯净度等诸多因素,齿槽等分性精度在一定程度上影响着传感器的最终精度.提出采用精密插齿工艺制备时栅位移传感器,以克服线切割加工齿槽等分性差的问题,并通过开展齿槽等分性对比试验和精度实验进行了齿槽等分性对时栅位移传感器精度影响的分析.实验表明采用插齿工艺的传感器其误差曲线对极间一致性更好,而且误差较同等参数线切割下的减小20％左右.     

基于双闭环结构的线切割机自动分度加工控制系统研究与设计

针对时栅产品化过程中普通线切割机加工回转分度精度不足,人工操作效率低的问题,提出了利用自制的时栅分度转台结合嵌入式系统技术,研究并开发了一套线切割机自动分度加工控制系统。该系统以双微控制器为基础,形成双闭环控制结构。局部闭环实现加工系统的自动分度定位,而系统闭环实现整个系统按工序自动分度和自动加工。实际应用表明,该控制系统不仅能够完成高精度分度加工,而且能够实现无人值守自动加工,大大提高生产效率,降低生产成本。     

普通万能工具铣床的数控改造设计

为提高普通万能工具铣床的加工能力与加工质量,充分利用现有铣床资源,采用ARM微处理器+FPGA芯片的嵌入式数控系统将其改造成数控工具铣床,介绍数控改造方案以及伺服驱动部分的设计.改造后的铣床不但适应小批量、多品种、复杂零件的加工,而且加工精度和生产率提高了.     

基于VERICUT的双转台五轴数控微型铣床建模和仿真

数控加工仿真可以形象直观地模拟数控加工的全过程,进行数控程序的检验,分析零件的可加工性和工序的合理性,从而缩短产品的研制周期.在UG软件中建立了五轴数控微型铣床的三维模型,采用CAM模块产生了人脸加工模型的五轴联动数控加工程序.基于VERICUT软件构建了双转台五轴数控微型铣床仿真环境,进行了人脸模型的加工模拟,并且通过实际加工对该虚拟仿真进行了验证.可以在该数控微型铣床虚拟平台上进一步开展五轴数控加工技术的研究.     

自动换刀系统在V600数控铣床改造中的应用

为了缩短数控铣床加工零件的非切削时间,采用带有刀库的自动换刀系统对V600数控铣床进行改造,实现了自动换刀,使工件一次装夹后,进行集中连续加工,提高了加工效率和精度.     

普通铣床加工凸轮时的数控改造

介绍了在普通立式铣床上加工凸轮型面时,对铣床的数控改造及系统的设计方案。     

直线式时栅位移传感器的动态测量与频谱分析

针对直线式时栅位移传感器的结构特点,提出了动态测量的主要误差源。采用光栅尺作为母仪,直线式时栅位移传感器空间位置为光栅的测量值,将光栅测量值与直线式时栅位移传感器的预测值进行比较,从而得到动态测量的误差值。对误差值进行数据的截断和采样、异常数据剔除,然后对误差值进行幅值谱和相位谱分析,采用误差分离和谐波修正,研制高精度的直线式时栅位移传感器。     

压条生产设备的数控化改造

对原压条加工设备进行了数控化改造,成功地研制出经济型数控龙门铣床,使得压条的加工精度和生产效率都有很大提高,满足了企业生产的需要.     

直线时栅位移传感器正交激励信号源设计

时栅激励信号质量直接影响时栅磁场运动匀速性,进而决定时栅位移测量精度,因而研究高精度时栅激励信号源对于提高时栅传感器测量精度具有重要意义。针对直线时栅传感器对正交激励信号高质量的要求,采用直接频率合成技术设计满足要求的正交激励信号源。并且设计了一种有源带通滤波器用来消除干扰,提高信号质量。设计的正交激励信号具有幅值和频率可任意调节,并且具有精度较高,设计简单方便的特点。通过FPGA芯片将时栅传感器激励信号源与信号处理电路的一体化设计,最大限度地缩小时栅信号处理电路体积,并提高工作可靠性。仿真和实验结果证明了设计的有效性。这种设计方法可广泛应用于许多需要高质量激励信号的应用场合。     

全数字机器人VPPA焊接电源

为提高铝合金机器人VPPA(变极性等离子弧)焊接过程的稳定性,研制了一台600 A级基于ARM(advanced RISC machines)的全数字机器人VPPA焊接电源.主电路采用双逆变拓扑结构,初级逆变电路采用全桥拓扑,次级逆变电路采用双半桥并联拓扑;以基于Cortex-M4内核的STM32F405RGT6 ARM微处理器为主控芯片,植入FreeRTOS嵌入式实时操作系统,设计了机器人VPPA焊接过程数字化控制系统;采用自适应模糊免疫PID控制算法实现电流闭环控制,获得了稳定的电流输出波形;设计了基于ARM的数字面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的机器人VPPA焊接电源动态调节性能优良,焊接过程稳定可靠,焊缝成形良好.     

便携式内窥镜系统CMOS图像传感器驱动设计与实现

采用內窥涡流一体化方法检测某型航空发动机蓖齿盘产生的裂纹缺陷迪窒低?的小型化和便携式,基于ARM9嵌入式微处理器S3C2440,设计实现了內窥CMOS图像采集系统和图像传感器驱动,并在蓖齿盘标准试件上进行了试验。试验结果具有高清晰和高保真等特点,满足一体化检测对图像采集的需求。     

电力电站冷凝器钛合金管板自动焊机的研制

为提高电力电站冷凝器钛合金管板接头环形焊缝的焊接质量,研制了一种数字化、可视化以及自动化的管板焊机.为提高动态响应性能,焊接电源主电路采用了逆变频率为100 kHz的全桥拓扑结构;以基于ARM公司Cortex-M4内核的LM4F232 MCU(微控制器)为核心,设计了焊接过程数字控制系统,开发了基于模糊逻辑判断的参数自整定PI(比例积分)算法,提高了焊机对不同工况的适应性;设计了基于触摸屏和ARM微处理器的人机交互系统,实现了人机交互的数字化和可视化.系统测试以及焊接试验均表明,研制的管板焊机性能优良,能够满足冷凝器钛合金管板优质高效焊接的需求.     

嵌入式电火花线切割加工数控系统原型

提出了一种采用ARM微处理器和嵌入式Linux内核作为系统平台的嵌入式电火花线切割数控系统原型。ARM开发板作为CNC系统的主机,提供用户界面和数据处理功能。MCU作为系统的从动装置,执行I/O控制和步进电机运动控制。与Android平台协作,建立了一个远程监测系统,可随时监视机床的加工状态。     

基于ARM&FPGA的玻璃刻花机控制器的设计

在分析玻璃刻花工艺的基础上,研究了以嵌入式微处理器ARM和FPGA为核心架构的玻璃刻花机控制器硬件平台,以及以Linux和Xenomai构建的实时操作系统为软件框架的软件平台。针对玻璃刻花加工对同步控制、误差补偿和加工工艺的要求,研究了相关的功能模块,完成玻璃刻花机控制器的设计开发。     

利用磁头型磁致伸缩扭矩传感器进行铣削刀具失效监测

采用基于磁致伸缩效应的正交磁头型扭矩传感器，在VM数控铣床上进行了铣削过程的刀具失效监测试验研究。结果表明，此传感器检测的扭矩信号能够用来识别刀具磨损和断裂状态。     

基于ARM嵌入式AGV的避障系统设计

为了解决自动导引小车在搬运过程中的安全可靠性问题,提出采用超声波传感器和红外传感器的数据融合,与单传感器相比,信号采集更加精准;以及采用意法半导体32位ARM Cortex-A8芯片作为小车的控制单元,与传统的单片机相比处理速度快、实时性好、信号处理更精确。并在Linux环境下软件编程实现数据的实时采集、I/O操作以及对直流伺服电机的运动控制,保证了小车的无碰撞运行。     

基于ARM Cortex-M3的数字化管板焊接电源的研制

设计了基于ARM Cortex-M3内核芯片的数字化管板脉冲焊机。主电路采用全桥IGBT逆变方式,并用霍尔传感器采样输出电流进行反馈,控制系统采用C语言编程、模块化管理,控制PID算法、数字滤波均通过软件编程实现。并采用MCU+CPLD的方式设计管板焊接电源的数字化面板,利用键盘按钮和编码器旋钮组合输入焊接参数,设计简单,操作方便。试验结果表明,采用双MCU+CPLD组合方式来控制管板焊机的参数显示和焊接过程取得了较好的效果。     

基于遗传模拟退火算法的铣削用量优化

由于传统的切削用量选择方法的局限性,数控机床的功率不能被充分发挥,这使得数控加工这种高费用的加工手段变得更加昂贵。通过考虑机床、工件和刀具的实际约束来建立加工时间和加工成本的铣削用量数学模型,采用遗传模拟退火算法对铣削用量进行优化,实例表明遗传模拟退火算法优化铣削用量比采用遗传算法优化更迅速、更有效。     

基于自动检测与机械手的全自动锯片磨削数控系统

文章详细介绍了在数控锯片磨削加工系统中,采用毛坯供给机械手和电感式位移传感器,实现对毛坯上下料,毛坯与成品尺寸检测以及锯片磨削加工等磨削全过程的自动控制方法.其特点在于将磨削过程、毛坯供给与检测三个过程独立开采,使得本文开发的全自动锯片磨削系统,实现在锯片磨削加工同时,一边用机械手来上下料和锯片尺寸的检测,不仅提高了自动化水平,而且有效地重叠了磨削加工时间和毛坯准备时间,显著提高了生产效率.