基于机器视觉的光伏电池片位置误差检测系统

机器视觉是保证光伏电池片串焊质量的关键技术之一.目前基于电池片轮廓定位的位置误差检测方法定位精度差,无法满足高速、高精度串焊的要求.搭建一个光伏电池片位置误差检测平台,构建基于机器视觉的光伏电池片位置误差检测系统.针对光伏电池片的表面特征,提出一种基于电池片边缘和主栅线平均定位的位置误差检测方法.采用改进的最小二乘法,对光伏电池片边缘及主栅线点同时进行直线拟合,保证栅线与轮廓之间的矩形特性,精确地计算出电池片的位置误差,满足串焊机对电池片定位检测高精度和高速度的要求.     

X-Y直线电机精密运动平台的轮廓误差主动补偿

为了减小X-Y直线电机精密运动平台同步控制的轮廓误差,提高系统的控制精度,针对传统交叉耦合控制结构的不足,提出多电机控制系统的轮廓误差主动补偿结构。首先,以永磁同步直线电机为例分析单轴伺服定位跟踪误差,指出跟踪误差和位置参考有关,结合实际工况中参考指令的扰动,将耦合补偿量最终统一为参考指令的校正加入到系统中,提出轮廓误差主动补偿结构,将轮廓误差补偿量分别补偿到各轴伺服的位置环和速度环,并通过仿真和实验进行验证。结果表明:采用主动补偿方法的X-Y两轴运动平台跟踪大曲率复杂轨迹的轮廓误差平均值为20.68μm;单轴跟踪误差最大值为70μm。相比传统交叉耦合控制结构,主动补偿结构轮廓误差精度提高了15.5%,同时降低了单轴的跟踪误差,并能抑制参考指令扰动。     

基于动态轮廓误差估计的三轴运动平台NNLARC控制

在直线电动机驱动三轴运动平台中,为提高轮廓加工精度,需要解决两个主要问题,即轮廓误差估计和轮廓误差控制。采用基于牛顿极值搜索算法的动态轮廓误差估计的方法,建立更为精确的轮廓误差模型。由于永磁同步直线电动机(PMLSM)易受外部扰动和摩擦力等因素影响,为使系统具有良好的跟踪性能和抗干扰性能,采用神经网络学习的自适应鲁棒控制(NNLARC)进行单轴位置控制器的设计,削弱各种因素对于系统性能影响。另外,采用位置环交叉耦合控制器,解决三轴间的动态特性不匹配问题,进一步减小轮廓误差。仿真结果表明,所设计的方法能有效提高系统的加工精度和鲁棒性。     

轴承滚子凸度轮廓的最小二乘拟合与误差评定

为了实现对轴承滚子凸度轮廓误差的精确评定,依据圆弧修正型轴承滚子凸度素线轮廓的几何特征和形状误差的定义,基于最小二乘原理,研究了轴承凸度轮廓(两段圆弧和一段直线)的最小二乘拟合和误差评定方法。首先利用各测量点的曲率差值确定了圆弧段与直线段的相切参考点;其次分别选取两个参考点临近的测量点作为辅助相切参考点,并与对应的圆弧段测量点一起拟合出一系列的最小二乘圆弧并计算拟合误差;然后基于直线与两段圆弧相切的原则确定出一系列的直线方程并计算对应的直线度误差;通过比较判断最终确定出圆弧修正型轴承滚子凸度轮廓的最小二乘拟合及误差评定。实例结果表明:圆弧修正型凸度轮廓曲线的总误差0.020 9mm与文中设定标准凸度轮廓曲线引入的法向误差0.02mm相差4.5%。本方法可以有效的实现轴承凸度轮廓的拟合与误差评定,为平面多段曲线的最小二乘拟合提供了一种新的思路。     

数控机床零件轮廓加工精度的分析与控制

数控机床进行工件轮廓加工时,各个进给轴的跟随误差对合成轮廓误差有很大影响。以数控机床系统特性出发,分析了跟随误差产生的根本原因,论述了在加工直线轮廓时跟随误差与轮廓误差之间的关系,推导出了具体的计算公式,并提出了采用单轴高精度复合控制的方法减小跟随误差,从而进一步提高工件轮廓加工的精度。实践证明,该方法具有一定的可行性。     

计算轮廓偏置的截距方程法

本文针对传统的轮廓偏置(轮廓补偿)计算方法的不足,结合快速成型中轮廓的特点,提出采用各有向轮廓线的平移直线的截距方程来计算轮廓线交点的偏置位置,并详细推导出各偏置类型的平移直线的截距方程,并详细讨论了轮廓线交点的偏置位置的求解过程。     

数控机床进给伺服系统特性对轮廓误差的影响

文章讨论了进给伺服系统稳态特性对轮廓误差的影响.介绍位置闭环控制模型与跟随误差的基本概念,推导跟随误差与轮廓误差之间的数学描述,分析在加工直线轮廓和圆弧轮廓时跟随误差与轮廓误差之间的关系,以进一步提高零件轮廓的加工精度.     

四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人运动学分析与仿真

为增加轮式移动焊接机器人稳定性、负载能力和降低控制复杂度,提出了一种四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人机构,介绍了该机构差速转向原理,证明该机构无转向侧滑。采用非完整约束方法建立了其差速转向误差模型,并在该模型基础上对其进行了直线-圆弧-直线轨迹数值仿真,结果为转角误差0.002 137°,转动中心坐标误差小于0.012mm。仿真结果表明该模型满足焊接中的位置精度要求。     

太阳能电池焊接工艺改进及全自动焊机的介绍北大核心

在太阳能光伏组件制造过程中,电池片的焊接质量直接影响组件的性能。目前,大多数国内厂家主要还是采用手工焊接的方法,手工焊接导致焊接不良的因素很多。为了提高太阳能组件的制造质量,本文给出了电池片自动焊接法并介绍了相应的太阳能电池片全自动焊机。焊接工艺的改进和全自动焊机的使用不仅确保了焊接质量,而且提高了生产效率,为优质太阳能组件的制造提供了保障。     

基于实时轮廓误差估算的数控系统轮廓控制

为解决数控加工中轮廓误差实时计算与补偿难以实现的问题,提出了一种基于实时误差估算的数控系统轮廓误差控制方法。该方法一方面采用样条插值法构建轮廓曲线,通过缩小指令采样点的搜索范围来减小计算工作量;另一方面通过轮廓误差估算来提高计算效率。依据估算的实时轮廓误差设计轮廓控制器,根据指令采样点坐标与实际位置坐标的差值设计位置补偿器,协调轮廓控制器与位置补偿器之间的工作,以保证数控系统的轮廓控制精度。该方法克服了传统切向轮廓控制与位置跟踪补偿控制中计算过程复杂、计算工作量大、轮廓误差实时计算困难等缺点。仿真实验结果表明,该方法计算量小、实时性好,且能有效控制轮廓误差。     

一种智能型焊缝跟踪系统的研制

论述一种智能型焊缝跟踪系统,采用直接拍摄电弧式视觉传感器检测焊缝跟踪偏差,并通过一个自调整模糊控制器实现偏差的调节。整个跟踪过程可通过屏幕实时观察,所有的参数设置都通过人机对话实现。此外,还提出了一种新的焊缝图像处理方法来实时检测焊缝。试验表明,该系统能够对GTAW对接焊缝实现精确的跟踪。     

基于视觉跟踪的大型容器焊接机器人的研制

研制了一种基于 CCD视觉焊接轨迹跟踪技术的无导轨焊接机器人。该机器人由新颖的 CCD视觉传感器来实时检测机器人行走机构与焊枪的跟踪位置偏差量 ,并据此由微机控制系统实现对机器人行走机构与焊枪的二级自动跟踪。该机器人采用永磁式柔性磁轮机构作为支持行走单元 ,使焊接机器人具有了节省导轨、轨线适应性强的优点。焊接工艺评定试验结果表明 ,此焊接机器人自动跟踪精度高 ,焊缝质量好 ,工作稳定可靠。     

1000 t惯性摩擦焊液压多缸同步控制策略研究

针对大吨位惯性摩擦焊机多缸液压顶锻系统强干扰、强非线性的特点,面向多缸系统同步性能的高精度、强抗干扰的要求,基于自行设计的一套具有位置反馈的三缸液压顶锻系统,建立了阀控缸系统以及位置反馈同步系统的动态响应数学模型,并且提出了以伺服阀控液压系统为基础,在偏差耦合控制方式下采用模糊PID对控制参数进行优化的多缸同步控制策略。在MATLAB Simulink中对该控制算法进行仿真研究,并与传统PID控制算法进行对比。结果表明,所设计的控制策略实现了千吨级负载下多缸系统同步误差小于0.05 mm的稳定输出,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,为国产大吨位惯性摩擦焊机液压伺服系统提供设计参考。     

6UPS并联机构铰链间隙误差的标定与精度分析

研究了常用的机构标定方法及相应的测量工具,使用激光干涉仪完成了测量实验,并使用矢量法误差求解模型对测量结果进行了分析计算,获得了机构静平台铰链的安装位置误差、杆长的误差变化、动平台铰链的位置误差数值,并提出了采用拟合误差椭球面的方法对铰链位置装配误差与铰链间隙误差进行分离的误差分析方法,研究了椭球的求解方法,得到了椭球的长轴、次长轴和短轴参数,进一步比较了所有铰链误差在坐标系中的空间分布情况,研究了机构安装结构和铰链类型与误差分布规律的相互关系,这样优化的误差数据可以取得比较好的补偿效果。     

Compact visual control system for aligning and tracking narrow butt seams with CO2 gas-shielded arc welding

In this paper, a visual control system is proposed to locate the start welding position and track the narrow butt welding seam in container manufacturing. It estimates the error between the welding torch and the welding seam with a camera and a panel computer. It adjusts the torch’s position via a stepper motor to eliminate the error. A decision controller with three gates is designed to decide the working procedure. Feature extraction algorithms are designed according to the seams and pre-weld spots. The seam line and the position of the pre-weld spot are detected to locate the start welding position in initial aligning. Then the torch is aligned to the seam. In the welding stage, the reference feature is determined with many frames of images based on their statistical property. The current estimated feature is checked to ensure only normal features to be used for welding seam tracking. Experiments are well conducted to verify the effectiveness of the proposed system and methods.     

一种新的机床位置误差灵敏度分析方法

本文提出一种新的机床位置误差灵敏度分析方法。首先基于多体理论和齐次变换矩阵建立了五轴龙门机床位置误差模型。其次通过截断傅里叶技术来表征与位置有关的几何误差参数,每个误差参数对位置误差的灵敏度值可表示为其傅里叶幅值平方。然后归一化处理,关键的几何误差参数为第2,3,8,15和26项误差。通过与传统的Sobol法对比,仿真结果表明两种灵敏度分析方法辨识的关键几何误差相同且灵敏度值相近。此外,本文提出的灵敏度分析计算效率优于传统Sobol法。最后为了验证关键几何误差的有效性,提出了一个关于机床关键几何误差的补偿实验。实验结果表明,补偿关键几何误差后机床的加工精度提升了48%。因此,本文提出的机床位置误差灵敏度分析方法是可行的和有效的。     

基于改进的多体系统误差建模理论的激光拼焊生产线运动误差模型

采用改进的多体系统建模理论对激光拼焊生产线运动误差进行研究。用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态。在基于多体系统理论的误差建模基础上提出位置误差传递函数的概念,用来描述各个误差源对位置精度的影响。根据激光拼焊生产线的结构特点,运用改进的多体系统理论精度分析理论,对激光拼焊生产线运动精度进行系统、全面的分析。采用Leica激光跟踪仪对激光拼焊线的运动误差进行检测,并将检测结果与误差模型分析结果进行对比,结果表明所建立的模型能有效预测激光拼焊线的运动误差。     

基于模糊控制的位置精度补偿方法

针对半闭环伺服系统在使用过程中,由于机械传动系统劣化而导致的位置精度降低、动态响应特性下降的现象,提出了基于模糊控制的位置精度补偿方法。以测量得到的小样本位置误差数据为源数据,利用支持向量机对位置误差进行劣化建模,实现对位置误差的预测,并将位置误差预测值用于伺服系统的误差补偿。利用模糊比例—积分—微分控制器控制能有效改善系统动态响应的特性,通过改进模糊控制规则,使模糊控制与位置误差预测补偿有效结合,提高伺服系统位置精度和动态响应特性。     

采用间接测量法对VAMT1Y型虚拟轴机床运动学标定的仿真研究

在对虚拟轴机床进行运动学标定的仿真计算过程中 ,采用间接测量法对虚拟轴机床的运动进行间接测量 ,然后通过矩阵重构的方法来解决测量噪声的干扰问题。仿真结果表明 ,虽然在虚轴机床的工作空间里无法将其可能存在的结构误差全部求出来 ,但计算结果完全可以满足机床在工作空间里的运动精度要求。因此采用此方法对虚拟轴机床进行标定是可行的     

混合双轴控制的太阳自动跟踪系统研究

文中主要针对斯特林碟架,设计了以ARM处理器和可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,视日运行轨迹跟踪与图像处理相结合的混合跟踪方式实现太阳自动跟踪.首先,利用太阳位置算法(SPA)定位太阳位置,确保太阳光斑在摄像头视场范围内;其次,使用CMOS图像传感器采集太阳图像,通过ARM处理器处理图像获取太阳跟踪角度误差;最后利...