工业机器人设计平台系统集成体系结构研究

针对目前工业机器人开发周期长、设计研发集成水平不高、研发关键流程不连续的现状,围绕着工业机器人正向设计研发的需求,基于先进的计算机辅助设计、静力学分析、动力学分析软件,结合工业机器人数字化设计平台的体系结构和设计流程中的具体特点,对工业机器人数字化设计平台设计流程、参考体系结构、集成数据等内容进行了研究,并提出了工业机器人设计平台的体系结构设计方案,该方案覆盖了工业机器人设计过程中用户需求分析、概念设计、结构设计、模型验证、仿真分析等多个关键步骤,该平台方案可以提高工业机器人的设计过程的数字化和智能化水平,对于工业机器人设计开发平台的研发具有参考作用。     

高速并联机械手抓放轨迹规划方法

在高速并联机械手门形抓放路径的基础上,阐述了在操作空间中用Gutman运动规律进行轨迹规划的方法。针对所述轨迹规划方法在运动始末端存在跃度突变,导致柔性冲击的问题,提出了一种基于Gutman运动规律的修正梯形加速度曲线的轨迹规划方法。以一种2自由度高速并联机械手为研究对象,通过运动学逆解和试验对比分析这两种轨迹规划方法的运动特征,结果表明:基于Gutman运动规律的修正梯形加速度曲线的轨迹规划方法所得到的跃度曲线没有突变,运动特性更优。     

多轴激光加工机器人光路几何误差建模方法研究

本文提出了一种激光光路几何精度建模的方法,用于多轴激光加工机器人光路几何误差的建模。在每个反射镜上定义一个与其固连的笛卡尔坐标系,用齐次列阵表示激光光路特征点(光源、入射点和激光光线末端点)和光线矢量在坐标系中的位置坐标和姿态方位,将激光光束在理想条件下和实际条件下的传输过程用4×4阶齐次方阵运算来实现,在此基础上提出光线几何误差反射传递函数,清楚地反映了各误差源对末端误差的影响情况,从而完整的描述了光束在传输过程中的实际误差。本文以五轴数控激光加工机器人为例,建立其光路传输路径和几何误差模型,试验结果表明了该方法的有效性。     

轴瓦精密测量机计算机控制系统

本文介绍了计算机测控技术与气控制在轴瓦精密测量自动分选机中的应用，并给出了系统硬件，软件与气动控制回路的设计与实现方法。     

基于Modelica的并联机器人整机建模与仿真

并联机器人是一类典型的复杂机电系统,往往包含刚柔耦合、机电耦合、电液耦合等因素。采用动力学分析软件实现其多领域耦合仿真通常需借助额外的程序间接口,且用户难以进行功能和模块的扩展,而Modelica多领域统一建模语言便于统一考虑上述耦合因素,容易获得并联机器人的整机真实性能。对于包含特殊多闭链机构的并联机器人,在Modelica建模过程中往往需注意若干细节的特殊处理。文中以Delta机器人为例,基于Modelica语言建立机器人多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型和机械控制耦合模型,并通过与Recurdyn软件仿真结果进行对比,验证了该建模方法的有效性。本方法亦可用于该类并联机器人的性能分析,为并联机器人的进一步设计优化奠定基础。     

并联机器人数字化设计平台关键技术研究

并联机器人的集成设计是一项较为复杂的系统工程,通过数字化设计平台可以有效地结合机构学理论与多领域物理系统建模仿真技术,实现更高效的设计分析。而建立数字化设计平台需要重点解决设计方法与流程管理、平台架构、参数化模型驱动和虚拟数控系统等关键问题。本文重点介绍了数字化设计平台构架和虚拟数控系统的研究现状和存在的问题,并综合现有技术提出了相应的方案。     

基于RecurDyn的凸轮剪线机构仿真与分析

高速平缝机凸轮剪线机构工作可靠、输入简单,并具有形状保护作用,避免了剪线机构与其它四大机构发生干涉。但由于机构中辊子与凸轮廓线之间高副接触的存在,该机构存在振动及噪声大的缺点。文章在RecurDyn软件中对凸轮剪线机构进行了接触运动建模及仿真分析,找出了产生较大振动及噪声的凸轮廓线位置及引起辊子磨损的原因,为凸轮廓线的改进设计提供了依据。     

双向单极—偶极激电测深在新疆某矿区勘查中的应用

与常规的激电测深相比,特别在探查埋藏深度较深的隐伏金属矿时,双向单极—偶极排列具有采集数据量大、激电信号强、穿透深度大、勘探精度高和效率高等优点。首先对激电测深数据进行二维反演,然后结合矿区地质特征和岩矿石电性特征,对激电异常进行推断解释。结果表明,激电异常主要分布于岩体接触带和断裂破碎带附近,与成矿关系密切。激电异常经过钻探验证深部见多处铜矿脉,说明在矿区投入双向单极-偶极激电测深达到了较好的预期探测效果。     

用于菌种生产的轻型六轴机械臂的设计研究

菌种生产技术是现代生物技术和自动化技术的结合。随着菌种呈现大规模、高品质的生产要求,对生产线的智能化也要求越来越高。本文针对这一情况设计研究了一种用于菌种生产的轻型六轴机械臂,可用于菌种生产过程中投料、转运、取样检测等操作。首先,利用模块化设计思想和虚拟样机技术设计了机械臂的结构三维模型;然后完成了基于IPC+TwinCAT平台+EtherCAT总线技术的运动控制系统开发。为后续机械臂样机制造、误差标定、机电耦合调试、优化设计等提供重要支持。