基于ADAMS的6R机器人控制模型研究

机器人的控制是机器人领域的一大难点。提出了一种机器人新的控制模型,即运用三维建模软件建立机器人的虚拟样机模型,再利用虚拟样机软件ADAMS进行动力学正、逆问题分析。为了验证模型的可靠性,将利用拉格朗日方法建立的动力学模型与利用ADAMS得到的模型进行对比,并利用ADAMS+Matlab联合仿真对机器人进行控制算法仿真。结果证明了该方案的可行性。     

固结磨料研磨CVD金刚石膜的运动轨迹仿真及试验研究

CVD金刚石膜的应用范围日益扩大,已经从传统的刀具、模具领域扩展至高频通讯、光电、微电子等产业。本文首先通过理论分析建立抛光盘与工件之间的运动模型,然后根据建立的模型确定工件运动轨迹方程,并使用Matlab进行了抛光试验的运动仿真,得出了最优的抛光转速组合;最后采用电镀金刚石盘进行抛光试验,采用光学显微镜对金刚石膜抛光前后的表面形貌进行分析,采用Talysurf分析抛光前后的表面粗糙度。     

金刚石膜超高速抛光的模态分析

本文建立了金刚石膜抛光装置的实体模型,运用大型有限元分析软件ANSYS分别对抛光盘在三种不同工况下的振动特性进行分析,得出了相应的固有频率及振型。结果表明:金刚石膜抛光盘由低阶到高阶的振型是遵循一定的规律变化,边界条件对抛光盘模态参数有一定的影响。工作模态与约束模态二者的模态参数基本相同,相对振幅大的区域出现在抛光盘盘体上,且高阶固有频率对金刚石膜抛光盘的振动影响较大。该结论为金刚石膜超高速抛光机的性能评价和实际操作提供了可靠的理论依据。     

利用MATLAB与ADAMS对6R机器人控制系统仿真

为研究机器人操作臂动态特性的变化规律,提出一种新的机器人控制模型仿真方案。运用三维建模软件建立机器人虚拟样机模型;利用虚拟样机仿真软件ADAMS进行机器人动力学建模和分析。通过2种典型实例验证模型的可靠性,并利用MATLAB和ADAMS联合仿真,对机器人操作臂进行控制研究。仿真结果验证了该方案的可行性,为机器人协同控制提供了参考     

新型非对称打磨并联机构运动学分析与仿真

针对并联机床在实现半圆形筒状工件打磨加工的高精度、快响应等需求,提出一种新型的三自由度的非对称并联打磨机构。首先,介绍了该机构的结构特征,并基于螺旋理论等对机构自由度进行分析;其次,应用闭环矢量法建立各构件之间的运动学关系,利用MATLAB软件对其位置、速度进行数值仿真分析;最后,采用Unigraphics NX 10.0和ADAMS软件建立了该机构的虚拟样机模型,并对其运动学进行虚拟样机仿真分析。结果表明:不同支链运动规律不同,但各支链位移和速度均变化平滑、无突变现象,且同等条件下,对比分析可知,数值仿真模型与虚拟样机仿真模型结果一致,从而印证了所建模型的正确性,为后续的动力学研究及控制提供参数参考。     

一种虚拟轴工作台并联机构的力分析与样机模型

提出一种新型四自由度虚拟轴工作台并联机构的力分析方法.用分析静力学的虚位移原理及雅可比矩阵建立并联机构的静力平衡方程,并计算和仿真验证该方程.用达朗贝尔原理建立机构的动力学模型,在ADAMS软件中作机构的动力学仿真分析.实例证明可得到该并联机构静力平衡和动力平衡的主动副驱动力设计条件.此外,设计并创建了样机的三维CAD模型,该模型可直接用于虚拟轴工作台的样机制造.     

基于虚拟样机技术的偏心柱塞泵建模与仿真研究

在分析偏心柱塞泵机构运动简图和工作原理的基础上,运用CAXA实体设计软件创建了该机构的三维模型.通过Parasolid传输标准将CAXA环境下的偏心柱塞泵装配体模型文件导入ADAMS环境中,实现了偏心柱塞泵虚拟样机的创建及运动学仿真.结果表明,利用虚拟样机技术能够模拟偏心柱塞泵各构件复杂的运动关系,方便、快捷地得到各运动构件相应的动力学特性,从而为偏心柱塞泵的设计与开发提供了有力的软件验证方法,为建立物理样机打下了坚实的基础.     

基于ADAMS与EASY5的40 kN液压起重机联合仿真

以液压起重机为研究对象,在UG软件中完成结构的三维建模,导入动力学仿真软件ADAMS中建立液压起重机的虚拟样机模型,利用EASY5软件建立起重机的液压系统模型,通过设计软件数据接口实现了液压起重机的机械/液压联合仿真。结果表明:虚拟样机模型与液压系统模型实现了无缝联接,验证了联合仿真方法的有效性与实用性。     

基于ADAMS和AMESim的挖掘机挖掘运动轨迹控制联合仿真

利用三维建模软件Pro/E建立了挖掘机工作机构模型,将其导入动力学分析软件ADAMS。在ADAMS中添加约束,设置了材料属性、工作载荷等,构建了挖掘机工作机构虚拟样机模型。采用仿真软件AMESim建立了挖掘机工作机构电液控制系统仿真模型。搭建了虚拟样机与电液控制系统的联合仿真模型,对挖掘机在典型挖掘工况下的运动轨迹控制进行了联合仿真,仿真结果表明:挖掘机3个工作液压缸的实际位移能较好地跟踪目标位移,实现了挖掘机运动轨迹的闭环控制,为后续的试验研究提供了理论基础。     

AJC重要部件仿真模型的研究

阐述了用三维设计软件CAXA实体设计和商用动力学仿真软件ADAMS联合建立复杂机械系统仿真模型的步骤和注意事项,并应用于AJC重要部件的动力学仿真,对该部件的运动过程采用样条函数对未知控制力矩进行采样,实现了该部件的控制运动,为液压控制作准备,对构建一个可分析的较完整的虚拟样机系统有一定的参考价值.     

金刚石膜抛光装置的有限元分析

本文建立了金刚石膜抛光装置的实体模型,采用接触分析法计算抛光装置高速旋转时,抛光盘厚度和转速对抛光装置的强度、刚度的影响规律。结果表明：随着金刚石膜抛光盘厚度的增加,同一转速下,vonMises等效应力与径向位移的变化很小,而轴向位移在抛光盘厚度较小时呈直线上升趋势,当抛光盘厚度大于等于8mm时,轴向位移的变化逐渐趋于平稳。同时,对于同一厚度的金刚石膜抛光装置,随着转速的提高,vonMises等效应力和径向位移呈现相似的上升趋势,轴向位移却先上升后下降。文中得出的结论为金刚石膜超高速抛光机的设计和实际操作,提供了可靠的理论依据。     

基于3D模型的数控机床主轴箱装配和运动仿真研究

在数控机床主轴箱的设计中,采用三维设计方法,利用Pro/E对其进行了三维实体建模及装配设计,并通过动态仿真和干涉分析,以验证设计方案的可行性.该方法提高了产品的设计质量和设计效率,为产品的结构优化设计提供了有效的途径.     

钛合金抛光表面粗糙度与表面形貌研究

为了优化钛合金抛光工艺参数,采用中心复合响应曲面法,建立了抛光表面粗糙度的预测模型;采用方差分析方法,检验了预测模型以及各抛光参数的显著性,分析了各抛光参数对表面粗糙度及表面形貌的影响规律。结果表明:该预测模型可对抛光表面粗糙度进行有效的预测;页轮粒度、页轮线速度和进给速度对表面粗糙度影响极显著;表面粗糙度随页轮粒度、页轮线速度和进给速度的增大而减小;表面形貌整体均匀,存在一定的隆起和沟壑。     

脉冲电化学机械复合光整加工模型的建立

应用BP神经网络建立了脉冲电化学机械复合光整加工的模型，并通过该模型对加工试验的零件表面粗糙度进行了预测，结果与实验数据有较好的一致性，可作为脉冲电化学机械复合光整加工理论研究和实际加工的参考模型。     

基于多柔体动力学的混联研抛机床仿真分析

针对本课题组研制的-JDYP51五坐标虚拟轴混联研抛运动机床,通过建立Pro／E和ADAMS仿真模型,并结合虎克铰和单个支杆的有限元分析,列出了空间刚-柔耦合多体系统动力学方程。仿真实验结果表明,由于机床的铰接特点,支杆在运动中弹性变形很小,其柔性对动平台的轨迹影响不大,可以获得比较稳定的动力学特性曲线。     

基于叶序仿生抛光垫的化学机械抛光的运动分析

为了改善化学机械抛光的接触状态和被加工工件的表面形态,基于生物学的叶序理论设计了仿生结构的抛光垫。从单颗磨粒切削理论出发,建立了抛光运动方程和材料去除率分布模型。利用所建立的运动方程和材料去除率分布模型进行了晶片表面材料去除率分布的计算分析,得到抛光机的运动参数及抛光垫的叶序参数对材料去除率的影响规律。结果表明:当抛光盘的转速较大、工件转速适中、摆臂摆动频率较小、摆臂中心角较小及叶序参数取值较小时可以获得更好的材料去除分布。     

易碎Be靶丸表面精密抛光技术与理论分析

目的建立一种新的易碎空心微球抛光机模型,并研制出该样机,用于空心Be微球的精密抛光。方法采用限位孔设计解决微球低应力夹持问题,添加不同数量的配重球,用于调整待抛球的滑动摩擦力大小和防止其飞出限位孔。上下盘偏心放置,实现微球无规运动。采用白光干涉仪分析抛光后Be微球的表面粗糙度。结果抛光机模型计算表明,待抛球一直在做周期性的变速和变加速运动,其周期大小由上盘转动频率决定,变加速运动增加了微球的滑动摩擦成分,有利于提高微球抛光效率。此外,待抛球表面抛光轨迹呈现无规行走,这有利于抛光的均匀性。使用该原理抛光机,在24 h内能够将直径1.2 mm、均方根表面粗糙度510 nm的易碎铍(Be)靶丸抛光至85 nm。结论理论和实验共同验证了易碎微球抛光机模型的合理性和可行性,上下盘放置方式、限位孔大小设计和配重球数量等关系着易碎微球的抛光均匀性和抛光效率。     

An efficient super-high speed polishing method for CVD diamond films

In this paper, 0Cr18Ni9 stainless steel was used as the polishing plate material during the super-high speed polishing of CVD diamond films. The influences of polishing speed and polishing pressure on the surface character, material removal rate and material removal mechanism have been studied using scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy before and after polishing, respectively. The results showed that the super-high speed polishing with 0Cr18Ni9 stainless steel polishing plate is an effective polishing method, and while the polishing speed and pressure are 100 m/s and 0.17–0.31 MPa, the material removal rate could reach to 36–51 μm/h. Furthermore, the material removal mechanism is mainly the chemical reaction between carbon and iron and the diffusion of carbon atoms into the polishing plate during the super-high speed polishing.     

机器人恒力磨抛材料去除研究

针对传统机器人-砂带磨抛工件时材料去除量难以定量控制的问题,结合Preston磨削经验公式与赫兹弹性接触理论,将法向磨抛力、砂带速度、工件进给速度3个工艺参数作为变量,建立机器人恒力磨抛的材料去除深度模型;然后进行硬件选型,搭建机器人恒力磨抛实验平台;最后以上述3个工艺参数为变量设计了机器人恒力磨抛单因素实验,实验结果较好验证了该材料去除深度模型的准确性。