管片拼装机比例阀控液压马达系统特性研究

以管片拼装机液压马达回转系统为背景,对比例阀控液压马达系统进行数学建模,并利用Simulink仿真软件对比例阀控液压马达回路进行PID控制的动态特性研究,以对管片拼装机比例阀控液压马达系统进行优化分析。仿真结果表明:当K_P=20、K_I=0.01、K_D=0.01时,管片拼装机回转系统动态响应速度快,控制精度高,超调量小,能够满足管片拼装机功能要求,同时为管片拼装机比例阀控马达系统的优化提供理论依据。     

基于ADAMS的管片拼装机多体动力学仿真

利用ADAMS仿真分析软件,对全断面掘进机TBM后配套设备中管片拼装机工作过程的几种典型工况进行分析,初步得出管片拼装过程中的速度和加速度以及各种典型工况中拼装机所承受的最大转矩。为拼装机的设计提供了有力的依据。     

基于遗传算法的机器人轨迹插值方法的研究

为了降低工业机器人在运动过程中关节的最大加速度,提升运动的平稳性。通过对机器人运动学分析,求出起始和终止关节角度,分别采用三次多项式和高阶多项式插值算法进行运动插值。分析两种方法的特点,提出一种新型多项式插值方法为三段多项式“414”插值算法。根据运动过程加速度连续且最小原则,采用遗传算法给出最优的两个时间节点。通过MATLAB进行仿真实验证明了“414”多项式插值方法能够使关节加速度变化更加平稳,解决了三次多项式插值算法不能约束加速度和五次多项式插值算法加速度过大的问题,降低了传动机构的冲击。     

基于 ADAMS的管片拼装机运动学与动力学分析

利用三维建模软件Pro/E对一种新型管片拼装机进行三维建模,然后将其导入仿真软件ADAMS中.利用AD AMS对管片拼装机工作过程的3种典型工况进行运动学、动力学仿真与分析,分析结果验证了设计的合理性.     

工业机器人运动学与轨迹规划仿真

为保证工业机器人在作业过程中平稳连续运行,运用Solid Works建立了六自由度工业关节型机器人三维模型,并以其为研究对象,建立其运动学模型,采用五次多项式插值算法,在ADAMS环境下对机器人各个关节进行轨迹规划仿真。仿真结果表明,五次多项式插值算法得到了各关节连续平滑的曲线,有效解决了加速度不连续的问题,为进一步进行轨迹规划控制提供了重要参考。     

六轴机器人的运动学建模与轨迹规划研究

以PUMA560机器人为研究对象,对该型号机器人进行运动学分析。首先通过建立运动学模型来求解机器人的正、逆运动学方程。其次运用三次多项式插值、五次多项式插值以及五段位置S曲线插补这三种方法来对该机器人进行轨迹规划。将这三种方法进行分析比较,最终得出五段位置S曲线插补轨迹规划方法可以使机器人运行较稳定,运动特性也较好,进而可以快速平稳地到达期望位姿, 最终完成指定任务。     

六轴机器人的运动学建模与轨迹规划研究（英文）

以PUMA560机器人为研究对象,对该型号机器人进行运动学分析。首先通过建立运动学模型来求解机器人的正、逆运动学方程。其次运用三次多项式插值、五次多项式插值以及五段位置S曲线插补这三种方法来对该机器人进行轨迹规划。将这三种方法进行分析比较,最终得出五段位置S曲线插补轨迹规划方法可以使机器人运行较稳定,运动特性也较好,进而可以快速平稳地到达期望位姿,最终完成指定任务。     

基于改进CEEMDAN和t-SNE的故障特征提取方法

针对非线性、非稳定振动信号难以提取有效故障特征的问题,提出一种基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和t-分布随机邻域嵌入（t-SNE）算法相结合的故障特征提取方法。利用三次Hermite插值代替三次样条插值构造包络线,提高传统CEEMDAN对非平稳信号的分解精度;利用改进后的CEEMDAN对原始信号分解并通过相关系数筛选出有效固有模态分量（IMF）,提取有效IMF分量的时频特征、奇异值和能量值构建高维混合域特征集;最后,通过t-SNE算法挖掘高维混合域特征信息得到低维敏感特征,并将其输入到支持向量机中进行分类,以分类准确率作为特征提取效果评价指标。在齿轮箱故障模拟实验台进行实验验证,结果表明该方法能够准确地提取故障特征,为故障特征提取提供新思路。     

基于Hermite插值的数字图像相关亚像素位移求解算法

在数字图像相关方法中,传统Newton-Raphson算法（简称N-R算法）通常采用三次样条插值算法获得散斑图亚像素位置的灰度值。而在插值算法中,Hermite插值算法具有更加良好的光滑程度。因此,为了提高传统N-R算法的计算精度,提出一种基于Hermite插值的亚像素位移求解算法。该算法应用Hermite插值函数构建散斑图亚像素位置灰度值,并应用Barron算子计算像素点的一阶灰度梯度;之后应用牛顿迭代算法进行亚像素位移求解。应用真实散斑图的数值变形实验对算法的有效性与计算精度进行了验证。实验结果表明：提出的算法有效提高了传统N-R算法的计算精度且计算稳定性较好。     

复合插值包络经验模式分解及其在往复式压缩机轴承故障诊断中的应用

针对经验模式分解(EMD)分析强非平稳振动信号时包络线出现的过包络与欠包络问题,提出一种复合插值包络经验模式分解方法(CIEEMD)。该方法在定义信号非平稳系数及包络线端点衔接方法的基础上,使用单调分段三次Hermite插值(MPCHI)构造局部强非平稳信号包络,三次样条插值(CSI)构造局部平稳信号包络,形成复合插值包络线进而提高EMD分解精度。利用仿真信号分析验证了CIEEMD对强非平稳信号的适用性。以往复压缩机轴承间隙过大故障为研究对象,CIEEMD不仅分解性能优越,且包络谱的故障频率更为显著。     

基于HPGL的数控裁床加工系统方案设计与实现

为提高数控裁床自动化生产水平,设计一种数控裁床加工系统方案。围绕数控裁床运动速度控制和轨迹插补算法等关键技术点,根据HPGL协议的数据特性,提出数控裁床CNC加工数据生成方法,设计一种基于线段分段的速度控制方法来生成速度列表,并基于微软基础类库MFC开发上位机,实现处理曲线中各线段的运动速度控制的功能。设计将加工插补算法与数据栈相结合的应用方法,并运用STM32F103开发下位机,实现计算各线段的插补步进量并进行轨迹控制的功能。通过样片测试,验证了所设计的数控裁床系统具有用于实际加工的可行性和高效准确性,能有效满足生产需要。     

CNC中基于Bezier拟合的Look-Ahead轨迹规划的研究

轨迹规划是CNC系统的重要功能之一。传统CNC在处理连续微小NC程序时,存在诸如机床震颤、工件毛刺、加工效率低等问题。作者提出的Look-Ahead轨迹规划算法能解决上述问题,此算法将NC程序分成3种大路径段,将连续微小路径(CSBs)拟合成Bezier曲线,再进行速度规划和轨迹插补,在此基础上提出Look-Ahead离线插补器的结构。仿真结果表明,该算法能够实现大量微小路径的连续加工。     

一种机械臂时间-冲击轨迹的快速求解优化方法

针对NSGA-II算法优化机械臂轨迹耗费计算时间的问题,提出一种时间-冲击轨迹规划优化方法.采用均匀五次B样条函数在关节空间内构造插值曲线,在运动学约束的条件下,利用牛顿法对目标函数进行迭代求解.仿真结果表明:结合牛顿法与埃特金加速法对五次B样条函数插值轨迹规划的时间和冲击进行优化求解,寻优时间短,保证在运动学约束下产...     

混凝土管片曲面自动抹平设备的设计

针对目前混凝土管片生产过程中主要靠人工实现圆弧曲面抹平的情况,设计一种三轴联动自动抹平设备。根据人工抹平混凝土曲面的方式,利用2个直线轴和1个旋转轴联动实现圆弧曲面的插补运动和刀具角度调节。电气控制系统以GSK25iMb数控系统为核心,运用时间分割插补法进行圆弧插补运算,实现对混凝土管片圆弧曲面的自动抹平。通过UG对圆弧曲面进行路径规划,保证刀轨覆盖整个圆弧表面。进行了现场实验,结果表明：抹平后的混凝土管片表面平滑无凹凸,可达到生产精度要求;该设备极大地提高了混凝土管片的生产效率。     

High speed CNC system design. Part I: jerk limited trajectory generation and quintic spline interpolation

Reference trajectory generation plays a key role in the computer control of machine tools. Generated trajectories must not only describe the desired tool path accurately, but must also have smooth kinematic profiles in order to maintain high tracking accuracy, and avoid exciting the natural modes of the mechanical structure or servo control system. Spline trajectory generation techniques have become widely adopted in machining aerospace parts, dies, and molds for this reason; they provide a more continuous feed motion compared to multiple linear or circular segments and result in shorter machining time, as well as better surface geometry. This paper presents a quintic spline trajectory generation algorithm that produces continuous position, velocity, and acceleration profiles. The spline interpolation is realized with a novel approach that eliminates feedrate fluctuations due to parametrization errors. Smooth accelerations and decelerations are obtained by imposing limits on the first and second time derivatives of feedrate, resulting in trapezoidal acceleration profiles along the toolpath. Finally, the reference trajectory generated with varying interpolation period is re-sampled at the servo loop closure period using fifth order polynomials, which enable the original kinematic profiles to be preserved. The proposed trajectory generation algorithm has been tested in machining a wing surface on a three axis milling machine, controlled with an in house developed open architecture CNC.     

一种基于LabVIEW和MATLAB混合编程的视觉检测系统关键技术研究

传统的视觉检测系统不仅浪费时间和人力,检测精度也远远不足,故提出一种视觉检测系统。该检测系统主要以涂层展开板为研究对象,在流水线系统上对其进行在位检测。首先进行了检测系统总体方案设计,在硬件方面主要介绍了该检测系统相机、镜头、光源的选取以及调试;软件方面主要介绍了相机的标定、图像的预处理和增强、边缘检测等关键技术。根据谱带的形状特征,提出一种三次样条插值法与多项式拟合法相结合的算法来提取出各个谱线分割线的边缘点,同时在LabVIEW环境下进行MATLAB编程,进而提高算法效率。然后将MATLAB计算出的坐标值通过上位机发送给数控机床,数控机床对得到的数据进行实时处理,从而对同一颜色区域进行刮取。与人工检测进行对比,该检测系统在检测精度和速度上都优于传统方法。     

并联机床轨迹控制方法的研究

针对三平动并联机床的结构特点，本文提出一种并联机床刀具轨迹控制虚实映射的插补策略，并给出了基于采用时间采样的直线，圆弧插补算法，根据机床加工和控制要求提出了在操作空间进行速度过渡算法，并总结出了采用光滑非光滑两种过渡的16种方式，文章提出的方法计算简单，实用强，已在所开发的并联机床控制系统中得到了应用。     

Corner rounding of linear five-axis tool path by dual PH curves blending

The widespread linear five-axis tool path (G01 blocks) is usually described by two trajectories. One trajectory describes the position of the tool tip point, and the other one describes the position of the second point on the tool axis. The inherent disadvantages of linear tool path are tangential and curvature discontinuities at the corners in five-axis tool path, which will result in feedrate fluctuation and decrease due to the kinematic constraints of the machine tools. In this paper, by using a pair of quintic PH curves, a smoothing method is proposed to round the corners. There are two steps involved in our method. Firstly, according to the accuracy requirements of the tool tip contour and tool orientation tolerances, the corner is rounded with a pair of PH curves directly. Then, the control polygon lengths of PH curves are adjusted simply to guarantee the continuous variation of the tool orientation at the junctions between the transition curves and the remainder linear segments. Because the PH curves for corner rounding can be constructed without any iteration, and those two rounded trajectories are synchronized linearly in interpolation, which makes this smoothing method can be applied in a high efficiency way. Its high computational efficiency allows it to be implemented in real-time applications. This method has been integrated into a CNC system with an open architecture to implement on-line linear five-axis tool path smoothing. Simulations and experiments validate its practicability and reliability.