基于PMAC的卷板机数控系统的研究与开发

结合 170 0 0kN× 3 0 0 0mm上辊万能式卷板机数控系统的研制与开发 ,提出了大型卷板设备数控系统的设计方案以及其中各种技术问题的解决     

新型模块化可重构机器人设计与运动学分析

采用模块化设计思想,设计了一种新型可重构工业机器人.通过对机器人进行结构优化设计,机器人的负载自重比达到1/4.5.机器人各关节模块的结构均相同,大幅减少了设计工作量;关节模块中传动部件均采用通用件,降低了机器人的成本.通过关节模块和手臂模块的组合,可形成多种机器人构型.针对其中一种机器人构型,利用DH法建立了机器人正运动学模型.该构型机器人不符合相邻的3根关节轴线交于一点的条件,利用传统方法很难求得全部逆解,因此提出一种代数法与几何法相结合的新方法,求得该构型机器人逆运动学的完整解析解.机器人运动学分析的正确性通过算例进行了验证,为机器人的运动控制奠定基础.     

面向连杆模具的混联机器人柔性抛光系统开发

为了解决连杆模具抛光过程中人工抛光时间长、劳动强度大等问题,建立了一套混联机器人柔性抛光系统。在该系统上对材料去除模型进行了研究,建立了考虑抛光工具磨损的材料去除模型,能够良好预测一定抛光参数下的材料去除量;在此基础上,对模具型腔表面自动分片,并使用UG和示教相结合的方法生成加工轨迹;根据模具抛光力的控制需要,建立了一套气动控制系统,使用自主设计的浮动恒力抛光主轴结合PID控制算法实现了恒力抛光。最后在该柔性抛光系统上进行了汽车连杆模具抛光实验,实验结果表明了该柔性抛光系统能够较好地完成连杆模具抛光任务,得到较好的抛光效果。     

管锥相贯焊接坡口数控切割

利用空间解析几何的原理建立了管锥相贯数学模型，用参量方程描述了管端相贯线焊接坡口的几何形状，该数学模型可应用于三轴联动火焰数控切管机。针对三轴联动火焰数控切管机，分析了管锥相贯焊接坡口数控切割运动，将切割运动分解为割炬绕被切管的回转、沿管轴线的平移及在轴剖面内的倾斜三轴联动，给出了数控切割所需相贯线、两面角、实际切割角等参数的参量表达式。并研究了应用过渡切割方法解决小角度存在的问题，给出了过渡切割时各参数的数学表达式。切割试验结果表明，所切焊接坡口完全符合美国石油协会标准(API)规范。     

DMC及其在开放式机器人控制器中的应用

本文介绍了DMC在建立开放式机器人控制器中的优势，提出了SCARA型机器人控制器的方案。工业控制计算机进行空间轨迹规划计算而DMC实现关节运动的控制。实验证明了控制器的可靠性。     

桥梁液压同步顶升动力监控系统

在分析桥梁支座更换工艺的基础上，对用于支座更换的动力监控系统进行了研究。该动力监控系统采用“工控机＋可编程控制器＋液压控制系统”组成分布式控制系统，实现执行机构的分散控制、集中操作，既能满足多液压缸载荷不均衡同步升降，又能够对支座更换过程中各顶升点的压力、位移和应力进行实时监控。通过在桥梁支座更换工程中的应用，该动力监控系统的各项性能指标均得到了验证。     

水轮机筒阀电液同步控制系统研究

根据筒阀的作用及其机构特点,提出筒阀同步控制系统的设计要求及技术指标.在对比分析水轮机筒阀两种同步控制方式,即机械同步与电气液压同步的基础上,提出了一种新的机械、液压、电气同步控制方式.针对该系统的组成和工作原理,具体分析设计了液压同步控制系统的控制阀组、马达分流模块、配油模块;电气同步控制系统的位置测量模块、PLC控制模块等.该控制系统在云南红河南沙水电站得到实际应用,其同步控制精度和速度控制指标均达到设计要求.     

水轮机筒阀倾覆稳定性数值模拟研究

为了研究水轮机筒阀动水关闭过程中的倾覆稳定性,本文采用连续方程和Reynolds平均的N-S方程,同时使用RNG k-ε双方程湍流模型进行封闭,对水轮机全流道流场进行了三维非定常湍流数值模拟。运用计算流体动力学软件FLUENT数值计算了筒阀动水关闭过程中在周边水流作用下受到的倾覆力矩。在此基础上,建立了筒阀倾覆稳定性的力学模型。最后,结合具体的筒阀参数,评价了其倾覆稳定性。研究结果表明:筒阀动水关闭过程中,在不平衡侧向水动力的作用下存在一定程度的倾覆,当筒阀关闭到95%行程时,其倾覆力矩达到了最大值。筒阀在整个动水关闭过程中其横向位移均在筒阀与固定导叶所允许的间隙范围内,未发生卡死现象,运行相对较稳定。因此,当水轮机组发生飞逸时,筒阀可以在动水关闭过程中实现安全平稳地关闭,确保水轮机组及其附件的安全。     

FAST工程新型液压促动器研制及性能分析

针对500 m口径球面射电望远镜（FAST）工程需求,介绍了一种自带动力源的液压促动器,阐述了其工作原理和集成化的结构,分析了该促动器在主动反射面系统中具体功能的实现过程。对其在正常工作状态下的换源和扫描跟踪性能进行了实验,结果表明液压促动器的动态性能和控制精度满足在FAST工程的要求,具有良好的实用性。