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。     

基于装配轨迹在线修正的红外LED自动装配系统设计

红外LED用于光电式成像定位系统的位置信号发生源,要求LED装配位置误差≤0.2mm,但手动无法保证对LED的一次性精确定位装配,因此设计了利用KUKA机械臂实现红外LED高精度自动装配的系统。通过分析工业机械臂自动装配工序的误差源,提出一种基于待装配孔位姿测量的装配轨迹在线修正方法,解决示教在线编程和离线编程轨迹更新的不足。建立三坐标测量机测量与KUKA机械臂运动控制之间的位姿变换和轨迹误差修正数学模型,完成基于装配轨迹在线修正的红外LED自动装配系统软硬件设计,搭建实验装置,通过实验对系统自动装配精度进行验证,实验表明,经过装配轨迹在线修正后红外LED自动装配位置误差由修正前的0.23mm降低到0.09mm以下,角度误差由修正前的0.27°降低到0.08°以下,实现红外LED正常装配,为基于工业机械臂的高精度自动装配系统设计提供参考。     

微装配姿态调整策略和电机的精度测量

通过对微装配Z轴末端执行器旋转方向姿态调整的分析研究,提出了一种简单易行的测量旋转电机精度和回程间隙的方法,并设计了具体的试验步骤。实验数据表明:利用该方法可以满足对高精度旋转步进电机精度的测量和标定,为微装配末端执行器的旋转操作以及保证微小零件的装配精度奠定了基础。     

复合材料内腔数控钻孔机床控制系统设计

针对复合材料内腔钻孔加工过程中因人工钻孔引起的孔位置精度差、效率低等问题,设计了一套五轴联动机床闭环控制系统。在该系统软硬件设计过程中充分考虑了加工稳定性、可靠性、精确性。结合工件加工位置和机床结构,以数控系统为控制核心,在PC端精度补偿系统、数控位置指令、伺服控制系统共同作用下实现闭环控制自动补偿定位误差,并保证加工精度。通过试验对钻孔过程中定位精度进行验证,结果表明:钻孔质量和加工效率满足复合材料内腔钻孔加工要求,该系统具有一定的实际应用价值。     

基于等效并联结构的大部件姿态调整平台设计与轨迹规划

针对大型设备装配过程中侧壁板装配位姿调整,设计了等效并联结构调姿平台,并对其进行平台构型分析.在此基础上定义了调整对象空间姿态矢量矩阵,基于平台的运动学分析,采用五次多项式实现了调姿对象的光滑轨迹规划.并通过实际物理平台验证了平台设计与轨迹规划的可行性和有效性.     

复材壁板工装数控调姿技术研究

对复材壁板工装数控调姿技术进行了研究,实现了大型壁板工装精准调姿,提高了工装测试及拉直找正的效率及精度,保证工装型面余量均匀,同时,对调姿难点以及调姿方法进行了分析研究,利用数学建模,逆向拟合工装实际姿态与理论位置,节省找正时间,减轻工人工作量,缩短工装加工时间,提高工装加工质量。     

导弹总装自动对接装配机构的设计与研究

针对传统导弹对接装配技术自动化程度低、产品质量差的问题,提出一种针对导弹总装的全自动对接装配机构。该机构利用视觉对接技术实时测量两对接舱段的相对位置及姿态偏差,并通过闭环控制完成舱段的自动对接。运用D-H法对机构进行运动学分析,得到了机构的数学模型。在此基础之上建立机构的误差模型,并基于蒙特卡洛法对其位置精度进行了分析。分析结果表明:位置定位精度满足自动对接装配机构的设计要求,对导弹总装对接机构的设计具有重要的参考意义。     

数控车床位置检测全闭环控制的设计与实现

位置检测系统对保证数控机床的加工精度和速度起着决定性的作用。文章通过位置检测全闭环控制系统的组成、位移检测与测量、光栅尺在数控车床上的结构设计及与系统相关的各种间隙补偿的适配设置和参数调整,论述了数控车床基于伺服驱动的位置检测直接测量系统全闭环控制的设计与实现。     

超精密机械滑台的装配及其测量的研究

超精密机械滑台属于高精度精密滑台。因要求其具有高的定位精度、重复定位和直线度,故对其装配精度要求也高,在具有1.5μm的直线度的气浮测量平台上对超精密机械滑台装配、测量及精度调整。以超精密机械滑台为研究对象,采用自为基准的装配方法来安装副导轨,装配过程中,首先通过在高精度气浮平台大行程导轨上安装马尔测微仪测量机械滑台基座安装面,在安装面上安装导轨和滑块组件,滑块上安装上滑台,后续安装直线电机、光栅尺、读数头以及其它附件。待电控部分硬件接线和调试完成后进行定位精度、直线度等的测量,根据测量精度再进行提高精度的细微装配工艺的修改。目前阶段表明了通过马尔测微仪的示数变化来调整基座的直线度可以达到微米级的使用要求。     

基于HNC控制器的执行器电液位置速度复合控制与应用

针对执行器控制系统的高速、高精度要求且便于工程应用,提出基于HNC100的电液位置速度复合控制方法,保证执行器高速运动下定位精度高且超调小、运动过程速度可控,进而提高系统性能或产品质量。将HNC内置的两种控制模式即高速制动模式和位置闭环控制模式,分别应用于不同的速度与负载工况。高速制动控制模式适用于负载变化较小的高速精确定位工况,实现先开环、后闭环的制动控制,且具有速度修正功能,可有效调整过程速度;位置闭环控制模式适用于负载变化较大的场合,可预先对运行过程的位置与速度曲线进行预设,实现全程位置闭环控制,即可同时保证位置与速度精度。结合HNC控制器和现有实验设备,进行类比试验,结果表明：在不同速度与负载工况下,采用合适的HNC内置控制策略,可获得良好的控制性能,且调试简便,工程适应性强。     

冷轧板带材切边圆盘剪侧向间隙及其精度的探讨

通过对切边圆盘剪侧向间隙调整精度及可靠性问题的分析,提出基于上、下刀盘端面跳动及上、下刀轴空间平行度的关键零件形位公差设计方法,对隔环、刀盘、刀轴轴肩及机架等零件形位公差进行了设计计算,保证了高精度切边圆盘剪侧向间隙调整精度及侧向间隙的可靠性。     

基于数学建模的位置随动系统的最优控制研究

位置随动系统作为一种能够对未知输入变量进行精确控制的典型闭环控制系统,其根本任务就是实现执行机构对位置指令的准确跟踪,在机床运动位置和角度控制中起到重要作用。针对一个小功率直流电机型随动系统,进行数学建模研究,并用状态空间形式予以描述。基于该数学模型,设计出一个LQR最优控制器。仿真结果表明:所提出的控制方法具有超调量小、调节时间短、稳态精度高的性能优势。此外,该方法较为简单,易于工程实现。     

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。     

基于PMAC的并联机床运动控制技术研究

介绍了国内最新引进的PMAC2-PCI的强大功能和在PC平台上的即插即用特点,研究了适用于并联机床的运动控制技术,设计了运动控制系统的硬件结构和软件实现技术,充分利用PMAC2-PCI的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了五轴联动并联机床的人机交互、位置伺服控制、刀具位姿实时检测和全闭环控制等功能,具有加工速度快,控制精度高,系统运行稳定等优点。     

最少拍数字化全闭环位置控制系统

对数字化全闭环高精度位置控制技术进行了研究，提出对机床运动部件进行了数字化驱动，对其位移进行数字化检测，利用计算机以最少拍无波纹控制规律实现数字位置控制器，从而构成个有优良动，稳态性能的新型全闭环位置控制系统。实验结果和实际应用证明，所开发的系统工作稳定，响应速度快，具有良好的控制精度。     

装配小间隙数字化在线测量系统设计与研究

在部分产品装配过程中，装配间隙大小是否满足需求直接反映了装配质量的高低。传统小间隙测量常采用手工测量，测量准确性和一致性难以保证，数字化在线测量技术的研究与应用迫在眉睫。数字化测量技术受环境、光照等外界因素影响较大。针对装配过程中物体端面间隙的自动化测量问题，提出一种可适应物体结构的间隙视觉测量系统，以实现对装配小间隙的在线测量。对测量系统的原理进行分析，对系统的设计进行说明，随后对该系统在实际不同场景的应用效果开展相关测试与验证。结果表明：该系统测量精度满足要求。     

预弯机位置速度双闭环同步控制

针对预弯机电液比例控制系统的高同步精度和速度控制要求,考虑到负载力对速度稳定和位置精度的影响,提出基于单轴带负载力补偿的位置速度双闭环控制的四轴同步控制策略。针对单轴同时控制位置和速度特点采用外环位置控制、内环速度控制的双闭环控制方法;对于四轴同步,采用两组主从同步、两组主轴之间均值同步的混合同步控制方式。仿真结果表明:该控制策略实现了较高的同步精度和速度误差,同步控制精度可达到0.24 mm,速度跟踪误差控制在2.2 mm/s以内,完全满足预弯机生产过程的控制要求。