面向视觉伺服的芯片图像Zynq预处理系统

晶圆芯片定位精度直接影响到芯片制造的效率和质量,视觉伺服作为一种实时控制方法,引入了视觉反馈,不仅能够保证芯片定位精度还具有良好的鲁棒性;同时图像处理的实时性对视觉伺服至关重要;传统的使用PC机和网线的图像处理方式实时性和准确性较差,为了提高这一过程中视觉反馈的精度和实时性,提出并设计了一套面向视觉伺服的芯片图像Zynq预处理系统;系统通过在Zynq PL端的片内设计和PS端的控制设计,对采集到的芯片图像进行去噪、Sobel处理,并给芯片粗定位,为芯片的伺服控制提供有效数据;经实验表明,该系统实时性强,位置识别稳定,达到设计要求。

大惯量质子治疗旋转机架定位控制技术

旋转机架是质子放疗设备的重要组成部分,其主要特点是质量大、尺寸大、转动惯量大,运行时需要保证机架平稳加减速启停及精准定位。针对旋转机架的定位控制需求,对控制系统的硬件、软件部分进行了选型、设计,研究了系统的控制模型,并进行了参数整定,开发了一套基于PLC的质子治疗旋转机架定位控制系统。现场试验结果表明:开发的质子治疗旋转机架定位控制系统能够保证旋转机架在-180°~180°角度范围、转速1 r/min的条件下,角度定位精度达到0.011 3°,满足质子放疗设备的工作要求。

质子治疗旋转机架控制系统设计与实现

旋转机架是质子治疗设备中的关键部件,其主要功能是对治疗头、束流输运线等关键部件进行承重,并旋转至一定角度实现质子束对肿瘤特定角度的照射;针对在放疗过程中终端控制旋转机架运动的控制需求,提出了一种质子治疗旋转机架控制系统设计方法;基于Socket通信技术开发了总控室的服务端程序和工控机的客户端程序,并运用MFC类库设计了服务端与客户端的人机交互界面;在此基础上,在客户端程序中开发了基于S7.Net库的PLC上位控制模块;为保证医护平台在机架运动过程中的水平,在PLC程序中设计了一种同步运动控制模型,实现机架和医护平台的同步运动;现场实验结果表明:该系统可以终端控制旋转机架以0.1~1 rpm在-180°~180°范围内运动,以及控制气动踏板的伸出和退回,还会实时监控机架旋转角度和旋转速度,适用于化疗过程中的工作环境,并验证了设计的同步运动控制模型可以实现旋转机架和医护平台同步运动。

复杂曲面有色金属3维激光拼焊的跟踪控制研究

为实现复杂曲面有色金属高功率激光拼焊过程中3维拼缝的精确跟踪,采用拼缝实时测量并进行拼缝形变动态补偿的方法,开展了基于7轴联动的3维拼缝焊接-测量一体化控制算法和关键技术的研究,包括运动控制数学模型、焊接与测量路径规划、焊接过程的实时检测与动态补偿等,并用4kW光纤激光器进行了厚度3mm以下有色金属焊接试验,验证了所提出的算法。结果表明,研究的3维拼缝焊接-测量一体化控制系统能够快速、准确地实现3维拼缝的实时焊接与动态补偿,满足3维焊接的跟踪控制精度要求。

二值图像轮廓化处理中几个关键技术的研究

阐述了有关二值图像轮廓化处理过程中的关键问题 ,其中并行预处理利用逻辑运算的字位并行处理能力 ,能实现多个样本点的并行处理 ,其处理速度比其他的预处理速度快得多 ;链码跟踪能实现一次跟踪 ,得出所有的轮廓信息 ,方便快捷 ;采用方向链码记录轮廓信息 ,它依据轮廓走向的顺序来记录数据 ,这对以后的光顺处理工作将是十分方便的 .

三维拼缝激光焊接的变形动态补偿

针对三维拼缝激光焊接过程中的变形扰动,为实现三维轨迹的精确跟踪,需要在焊接过程中进行拼缝轨迹实时测量和动态补偿.在五轴联动数控焊接机床上,利用激光视觉传感器实现三维拼缝焊接过程的实时测量,获取拼缝轨迹的偏差信息,将偏差信息从测量坐标系转化到工件坐标系,实时补偿各运动轴的进给量,从而实现三维拼缝曲线焊接过程的动态补偿;分析了基于测量反馈的三维焊接闭环控制系统的稳定性,最后对所提出的算法进行了试验验证.结果表明,研究的三维拼缝实时测量与动态补偿方法能够满足三维激光焊接的跟踪控制要求.

计算机自动排样中 NFP 问题的算法实现

针对计算机自动优化排样过程中图形求交和定位这一关键技术，通过对传统排样算法进行分析，提出了一种基于图形区域的动态定位法，很好地实现了计算机对图形的自动定位，提高了排样的自动化程度．

基于非线性特性的大型转台精密运动控制技术

从大型转台的基本控制需求出发,分析了大型转台传动过程中的非线性环节对转台运动的影响,建立了双电机驱动转台以消除间隙的动力学模型,研究了大型转台的基本控制结构及精密控制算法,设计了预置力矩、速度平衡控制器、位置控制器,消除了间隙和死区等非线性环节的影响,达到了双电机驱动的转速同步。研究过程中对系统的阶跃响应、正弦响应、负载扰动响应等进行了试验分析,最终实现了大型转台的精确位置控制,并已得到实际应用。

基于蒙特卡罗方法的LED芯片定位系统误差分析

该文根据LED芯片定位系统的特点,构建了从图像坐标系到芯片坐标系的数学模型。检测运动控制、图像处理过程以及标定过程中的误差分布,通过蒙特卡罗分析法估计LED芯片的定位误差,计算了各个测量变量对最终定位误差的敏感度。分析结果表明,绕z轴旋转角度误差为LED芯片定位系统误差的主要来源,图像处理误差以及运动控制误差对系统误差影响较小。因此,通过标定算法补偿绕z轴旋转角度误差是提高LED芯片定位精度的关键。

十轴六联动双光束激光焊接及其跟踪控制技术

T型接头常见于大型构件的筋壁板,其加工方法和质量往往影响着整个结构件的性能。研制了十轴六联动双光束激光焊接机床,其中六轴联动控制单元实现了在三维激光焊接中对位置和姿态的控制,同时对T型接头两侧进行实时焊缝测量,实现了对双侧焊缝的跟踪与补偿。通过对试验件的焊接,验证了十轴六联动双光束激光焊接及其跟踪控制系统满足大型结构件三维T型接头加工要求。

基于图形区域的同类零件自动优化排样算法实现

对于计算机的自动优化排样，提出了一种基于零件图形区域的动态定位算法，该算法用于某一类零件的普通单排或对头双排，既能提高排样效率。

激光切割加工过程中等离子体对焦点位置检测干扰研究

在非接触式的激光切割焦点位置检测与控制系统中，切割加工中产生的等离子体对电容传感器产生干扰，从而导致焦点位置检测误差。本文根据电容原理定量地分析了等离子体对电容传感器干扰产生的误差，进而提出了消除等离子体于扰的措施。

基于开放式数控的凸轮轴磨削加工

本文通过对凸轮磨削加工的运动数学模型进行研究，设计了基于开放式数控的控制系统的硬件和软件，分析了凸轮轴磨削加工中的各种控制算法。

有色噪声条件下的实用Kalman滤波方法研究

Kalm an滤波技术是现代信息处理中的重要工具,但是基本的Kalm an滤波基本方程中要求系统噪声和量测噪声必须为互不相关的均值为零的白噪声过程,限制了应用的范围。该文研究了在系统噪声和量测噪声都是有色噪声条件下的Kalm an滤波方法,运用状态扩充法和量测扩增法推导了全套的滤波方程,拓宽了Kalm an滤波器在工程中的应用范围。

凸轮轴磨削加工轮廓误差的自适应控制

凸轮轮廓误差的大小直接反映了凸轮磨削加工的精度,由于磨削过程中凸轮轮廓误差不能通过测量获得,该文推导了一种在极坐标系下凸轮轴磨削加工轮廓误差的表达式;采用两轴交叉耦合误差补偿模型,保证砂轮进给和工件旋转运动之间的数学关系;由于磨削力扰动、非线性因素及动力学模型的不准确等会降低轮廓精度,结合交叉耦合轮廓控制器,采用了模型参考自适应控制技术,通过在线计算轮廓误差,调节进给量,使实时轮廓误差满足精度要求。

激光切割加工焦点位置的检测方法

介绍基于电容传感器的非接触式检测方法和基于差动变压器式传感器的接触式检测方法 ,并参考有关文献对焦点位置的其他检测方法作了较为完整的综述 .

基于视觉反馈的芯片高精定位系统标定算法研究

在LED芯片的制造过程中,检测和分拣都需要对芯片进行定位,定位的精度和速度也直接影响了LED芯片的生产质量和效率。为满足LED芯片定位系统的精度要求,提出了一种改进的标定算法。首先分析误差来源,确定主要误差来源于安装角度偏差,然后通过误差分析结果提出了改进的标定算法来补偿安装误差,相较于传统标定算法的矩阵求解,线性运算降低了标定时间。实验结果表明,改进的标定算法能有效提高芯片的定位精度,同时有较高的鲁棒性。

不等厚板激光拼焊生产线中的机器人设计

主要介绍了不等厚板激光切割拼焊生产线中用来搬运板材的机器人的设计方案及控制方法。

运动控制器在数字飞梭刺绣机中的应用

本文以运动控制器为研究对象,通过其在数字飞梭刺绣机中的应用,详细介绍了运动控制器的连接电路与控制。

基于干扰观测器的龙门机床双驱系统的同步控制

根据动梁式龙门机床双驱动系统的结构特点及运动特性,基于拉格朗日方程,建立了龙门机床两轴之间的机械耦合模型,结合传动系统动态模型和伺服系统三闭环控制结构,得到了龙门机床双驱动系统模型;为了降低非对称结构和偏心负载等干扰对同步性能的影响,提高系统的抗干扰性,提出了一种基于干扰观测器(DOB)的双驱动系统同步控制方法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明,通过干扰观测器对干扰进行补偿后,龙门机床双驱动系统的同步性能得到了明显的提高。