行业高校开设《纺织机械造型设计》课程的可行性与挑战

<正>"十二五"与"十三五"期间,我国经济发展正面临重大经济转型,从"制造大国"向"设计大国"转型、从技术与设计引进向自主研发创新转型,这种转型同时也是我国重大装备生产企业提高自身市场竞争力、开拓创新的必由之路。以纺织机械行业为例,中国纺织机械协会在《纺织机械行业"十三五"发展指     

基于ATmega128和FPGA的六自由度机器人的直流伺服控制器设计

具体介绍了基于ATmega128单片机控制系统硬件,设计了基于ATmega128和FPGA硬件体系结构的多直流电机的伺服控制硬件系统,包括6路PWM驱动电路和基于FPGA的6路正交编码器接口及大量I/O接口电路,并通过数据地址总线进行数据交换.设计了基于uC/OSII实时操作系统的控制软件,实现了对六自由度机器人各个关节的速度和位置的双闭环数字PID控制,并在实验中取得了较好的控制效果,关节定位精度达到0.01o,采样周期可以达到5ms,可以满足20Hz响应带宽的控制要求.     

立体织物整体穿刺钢针阵列布放装置研制及实验验证

针对立体织物整体穿刺钢针阵列大量超长,穿刺钢针由人工布放的不足,设计了适用于钢针阵列自动化布放的穿刺模板工装,研制了用于立体织物整体穿刺钢针阵列布放的装置。这种装置由高重复定位精度水平移动平台、机身、钢针存储及施放机构等组成,通过红光十字激光器对穿刺模板等距密排精密微小孔进行定位。控制系统采用触摸屏为人机交互界面,运用具有多路脉冲输出的PLC控制移动平台的伺服电动机和钢针施放机构的闭环步进电动机,以保证整体穿刺钢针阵列布放工作可靠、持续进行。为验证整体穿刺钢针阵列布放装置工作原理的可行性,进行了T形截面整体穿刺钢针阵列的布放实验,结果表明布放装置原理可行,工作可靠。     

三维四向碳/碳预制件微孔板压实致密关键技术

为解决手工编织三维四向碳/碳复合材料预制件层间致密不一致的问题,基于预制件成型技术,建立碳纤维铺放高度与纤维体积含量映射关系,设计等距密排微孔板并提出适用于微孔板的加工工艺;同时为保证预制件压实致密过程中纤维流动性好,采用纤维压缩理论,对等距密排微孔板结构进行优化以降低预制件孔隙率。基于位移-压力双闭环控制策略,研制数字化压实装置,实现预制件密度在线动态调控与无损压纱,保证层间密度一致。为验证压实致密关键技术可行性,进行等距密排微孔板压实实验并对预制件进行形貌观测,结果显示采用优化后等距密排微孔板压实的预制件均匀性更好,较优化前等距密排微孔板压实的预制件孔隙率降低50%。     

用于含 Z 向钢针立体织物的钢针置换夹持器设计

为解决人工逐根置换钢针以及传统夹持器在工作过程中存在的不足,设计了适用于钢针置换的专用钢针夹持器。该装置由楔形滑块、薄壁弹性夹持器等组成,通过楔形滑块对薄壁弹性夹持器产生压力使薄壁楔形夹持器发生弹性形变,转化为薄壁楔形夹持器对钢针的压力,以满足夹紧钢针的要求。这种专用钢针夹持器自动化程度高,定位精准,能快速实现夹紧与松弛;并对钢针夹持器工作过程进行受力分析,以保证钢针置换工作可靠、持续进行。为验证工作原理的可行性,设计了夹持置换钢针实验,结果表明,钢针夹持器原理可行,工作可靠,可达到使用要求。     

正交叠层机织碳布输送装置研制

为实现碳纤维立体织物整体穿刺机正交叠层机织碳布自动化输送,提高工作效率和设备安全性,介绍国内外纺织行业柔性卷材输送装置研究现状,结合自主研制的整体穿刺机,研制出正交叠层机织碳布输送装置,提出其结构和关键件校核方案,并进行正交叠层机织碳布输送试验验证。指出:正交叠层机织碳布自动输送装置可在x、y向按设定的顺序输送正交叠层机织碳布,工作可靠稳定,确保碳布平整无褶皱且张力恒定,可在狭小穿刺空间内实现正交叠层机织碳布的输送工作,满足工艺要求。     

单边双针双线摆动缝合轨迹设计及实验验证

针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题,提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先,基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析,确定摆动插刺机构各构件的尺寸;其次,在ADAMS中构建机构模型并进行轨迹分析;最后,通过实验样机进行缝合实验。实验结果表明,设计的缝合机构可将实际缝合厚度不足3 mm提高到8 mm,并在缝合过程中形成稳定线环,验证了不对称8字形缝合工艺及摆动插刺机构的可靠性。     

基于空间十字挠性支撑结构的重力敏感器

针对传统弹簧式重力仪对水平向干扰敏感、体积大的缺点,提出了一种基于空间十字形挠性支撑结构的相对重力敏感器,并论述了该结构的工作原理。重点就空间十字型摆组件和力矩器进行分析:基于Euler-Bernoulli梁理论建立静力平衡稳定态结构模型;基于动力学方程建立振动系统动态模型;基于磁场分析设计力矩器;并利用有限元方法分别进行仿真验证。分析结果表明:该设计结构合理、性能良好、理论分辨率为3.7μGal,样机分辨率为4.1μGal,满足重力加速度的测量要求。     

基于机器学习的整体穿刺加压参数预测方法

针对整体穿刺加压密实过程中碳布回弹导致平均层高波动范围较大,影响立体织物性能的问题,提出一种基于机器学习理论的加压参数预测方法,将平均层高与加压参数之间复杂建模转换为多元回归问题,使用适合计算机运算的无约束优化迭代方法求解。基于scikit-learn类库对特征变量进行特征选择,对比6种回归模型的预测性能得分后选择K近邻回归作为基学习器,使用集成算法提升模型的预测性能。预测模型部署到生产环境后的实验结果表明:使用机器学习预测后,加压参数对整体穿刺过程平均层高均值变化的响应速度得到提高,且均值变化幅度得到降低,实验样本平均层高波动范围均值从12.0%降低至6.8%,标准差从0.008 3降低至0.006 6。