阻镀漆智能涂绘生产线气动控制系统设计

汽车上有许多塑料材质的饰件,通过电镀工艺可增加装饰性、提高硬度和耐磨性。饰件在安装时利用自身卡扣或者进行超声焊接,由于工艺需要,卡扣及焊接处不能被电镀,需涂绘阻镀漆实现这些位置的防护。因汽车更新换代迅速,饰件需求量大,并且种类繁多、形状复杂,阻镀涂绘工作劳动强度较高。为解决这一现状,研制阻镀漆智能涂绘生产线,利用机械手实现阻镀漆自动化涂绘。生产线设计为多工位,机械手循环作业方式。鉴于饰件单批次数量少、种类多,设计为三种类型饰件同时涂绘,设计气动快速夹具系统实现三维复杂饰件的平面内定位;针对不同类型饰件涂绘出漆量、涂绘速度不同,设计出漆自动控制系统;针对阻镀漆易固化堵塞管线的特性,设计自动气、液冲洗系统。经实验验证,气压设定误差±0.5%范围内,不影响涂绘效果;气动夹具系统配合机械手视觉实现涂绘位置的精确控制,重复定位精度可达0.1 mm;通过自动气、液冲洗系统清洗管线回路后,系统长时间停机可保证不发生堵塞。

基于动态节拍控制的智能灌装生产线的设计

研究的带有动态节拍控制的自动灌装输送线设备控制系统,对于大多数的自动化灌装生产线,用固定的上料、下料速度就可以满足生产的需求,但对于多台相同功能的灌装秤的作业时间在现实上不可能完全相同,还有出现故障的状况,这样就会出现工位间负荷不均衡,各工位间工作快慢不同的现象,负荷高的工位会产生拥堵而负荷低的工位却经常无料可加工。此次研究的项目是由20台相同功能的灌装秤组成的自动灌装输送线设备,为了克服作业负荷不均衡的不良现象,通过引入动态节拍控制功能,对上料的时间进行节拍化,同时对作业进行研究、对时间进行测定,以使各个工位的工作能力都能够充分利用,保证生产线顺畅运行,即实现生产的平衡性。

基于CAN总线的智能电动执行器控制系统设计

电动执行机构是控制和驱动阀门的重要装置,被广泛应用于工业自动化的各种控制过程中,能够精确地实现阀门动作控制,是自动化控制环节中一种常用驱动装置。本文在研究国内外电动执行器的设计原理和控制方式基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用CAN总线通信方式,使其更符合当前工厂自动化工程技术网络化的趋势,主控制器采用工业级STC8A8K64S4A12芯片,测量部分采用增量式光电编码器。软件部分实现了模糊参数自适应调整、模块化专家系统故障诊断及保护等功能。经调试和运行测试,系统性能稳定、参数易配置、执行误差≤0.5%,能够满足工业现场自动化控制的需求。

基于STC8的智能电动执行器控制系统设计

电动执行器具有精密可靠、安全经济和高效稳定等特点,被广泛应用于现代工业控制中,是自动化控制系统中一种常用驱动装置。在研究国外电动执行器设计原理和控制方式的基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用工业级STC8A8K64S4A12芯片为主控制器,硬件采用模块化方法设计,可根据电动执行器型号搭配使用不同类型的驱动模块,实现了参数自整定、专家系统故障诊断及保护等功能。经调试和运行测试,系统性能稳定,参数易配置,执行误差≤0.5%,能够满足工业现场自动化控制的需求。

同型异构机器人运动控制实验教学平台设计

机器人的构型优化设计与运动控制是提高制造业生产效率和水平的核心技术。文章设计了一种开放性同型异构机器人运动控制实验教学平台,提供了不同类型的静平台基座、关节构件、偏置构件和末端执行器,以及可回读位置的舵机、外部传感器和基于STM32构建的运动控制器。根据自由度数要求,学生可利用该平台自主设计并实现类型相同、结构互异的机器人本体模型,采用三维软件和MATLAB对运动学模型、工作空间进行仿真并验证其可行性,设计机器人运动轨迹插补算法,并实现规定场景运动控制。

基于用户需求导向的智能座舱柔性试验台概念设计集成方法

为解决传统座舱试验台结构同质化及模块化设计不足等问题,采用亲和图法整理了汽车故障及用户初始需求;采用模糊Kano模型进行需求指标权重计算,并结合质量特性要素进行用户核心需求汇总;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique,FAST)黑箱模型将用户需求转化为功能需求,并引入公理设计(Axiomatic Design,AD)理论与功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)模型进行逐级映射,最终确定智能座舱柔性试验台的结构设计要素。该设计过程以用户核心需求为导向,通过FAST-AD-FBS集成方法的应用,克服了传统产品概念设计中用户需求与产品功能结构设计间存在矛盾的问题,为提高产品创新设计的完整性及准确性提供了理论参考。

救援机器人远程控制系统的设计与实现

救援机器人远程控制系统决定了救援机器人的整体性能,是救援机器人完成救援任务的关键。基于Lab VIEW图形化编程环境的采集模块,实现视频和音频的数据信息实时采集;同时,采用Lab VIEW的Web技术将VI前面板发布到网页,客户端通过浏览器访问服务器端,远程操控VI前面板,从而实现对救援机器人的远程控制,即现场视频、音频数据信息的远程传输。最后,在自行搭建的模块化机器人上开展视频和声频远程控制的实验研究,验证所提救援机器人远程控制方案的可行性。

一种具有压力检测功能的智能医疗夹板设计

传统的医用夹板被用于固定桡骨远端骨折,它只能依靠医生的经验来控制压力,这将直接影响骨折的康复过程。文中设计并制造了一种具有压力和温度检测功能的智能夹板。首先,对用于桡骨骨折固定的传统四种夹板之一的宽夹板进行了重新设计,并通过三维(3 dimension,3D)打印技术进行打印。在人体工程学的基础上,夹板增加了高密度的通气孔、扎线槽、传感器接触点、电路槽和电池。其次,对压力传感器进行选型并设计控制电路,该电路可同时检测多个通道的压力值及当前温度值,并在本地的有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)屏幕上实时显示。最后,通过蓝牙将采集数据上传到手机,利用大数据分析病人的康复数据,从而得到最优治疗方案。

钢管输送机构的PLC控制系统设计

介绍了钢管输送机构的基本结构及工作原理,根据该输送机构的运动要求,设计了基于顺序控制的PLC控制系统,该控制系统设计简单、调试方便、可靠性高,不仅具备自动控制模式,还具有手动控制功能,通过精确的自动化输送提高了生产效率。

基于BP神经网络的智能定量供种系统设计

为确保双级振动精密排种器工作时在充种均匀的前提下实现连续播种,设计智能定量供种系统。为提高定量供种精度,基于BP神经网络对勺式外槽轮供种装置建立定量供种预测模型,建立隐层结点数为6的神经网络模型。BP网络训练结果表明,当网络模型训练步数为71步时,网络的均方误差为4.61×10^(-5),小于设定值5×10^(-5);采用16个理论供种模型样本与测试样本进行BP网络测试,结果表明,基于BP神经网络预测模型仿真得到的预测值相对误差较小,其精度高于理论供种模型的精度,且神经网络相对误差均小于5%,获得的样本误差平方和为5.59×10^(-4),小于设定目标值8×10^(-4),满足预先设定要求;最后,利用建立的定量供种预测模型,对4种不同千粒重的超级稻种子进行仿真,得到振幅分别为0、5、10、15μm下的排种轮转速与供种量关系,该研究结果可为确定定量供种器的工作参数提供理论依据。

基于Arduino的智能楼宇无线多传感器监控系统设计

针对传统楼宇传感器监控系统布线复杂、功能单一等缺点,利用Arduino开源平台、无线模块Xbee、LEWEI50物联网开放平台搭建智能楼宇多传感器无线监控系统。系统以Arduino Uno为主控板,采用模块化设计,在局域网内部采用Xbee无线模块组网,实现对温湿度传感器、空气质量传感器、烟雾传感器、电能能耗传感器的数据采集和开关控制命令的传输,在外部通过W5100以太网模块实现互联网数据传输与监控。该系统实现对室内温度、湿度、空气质量指数、烟雾及电能等数据的无线实时采集;通过互联网、微信实现对传感器数据的远程实时监测;通过物联网开放平台实现微信、微博、短信等多种方式的报警功能;实现对智能楼宇开关的远程控制。实验结果表明,该系统无线通信距离远、实时性好、运行稳定、扩展性强。

精密机床差异化温控系统设计方法与控制策略研究

为满足变工况和环境温度波动条件下精密机床各部位对温控系统的动态、差异化控制需求,提出一种精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略。首先,提出了差异化温控系统关键功能部件选型设计方法和温控能力主参数计算方法;其次,根据差异化温控系统高/低温油箱中油温测量值与目标值的差别,形成对两油箱温度的动态实时控制策略;再次,采用MATLAB软件开发出温控系统关键部件的选型设计模块和高/低温油箱温度控制仿真分析模块;最后,通过仿真模拟获取相关温度数据,并与同工况下的实验数据进行对比分析,验证所提出的差异化温控系统设计方法及控制策略的可行性和合理性。结果表明仿真分析模块可以较为切实地反映出实际工况下的温度整体变化情况和趋势。所提出的精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略具备一定的合理性和可行性,且具有较高的工程应用价值。

重载机械臂转速排量复合控制电动静液作动系统设计与仿真

主要研究转速和排量复合控制电动静液作动器(EHA-VSVP)系统在重载机械臂中的应用。在满足重载机械臂需求的基础上,利用AMESim和MATLAB建立液压系统和控制系统的仿真模型。为解决系统存在的相乘非线性耦合问题,使用分配解耦的控制策略,配合AMESim和MATLAB的联合仿真技术对系统进行仿真分析,从阶跃响应和正弦响应的角度探究系统的稳定性。仿真结果表明:所设计的EHA-VSVP系统原理正确,满足性能需求。该系统所使用的控制策略可以很好地解决相乘非线性问题,且权重分配具有一定的理论依据,可以满足控制需求。

温度控制系统时滞对象的先进PID控制方法研究

滞后问题在工业过程控制中普遍存在,为使温控系统时滞控制获得较好的控制效果,选取反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络两种先进PID控制算法整定控制参数.运用Matlab软件对控制算法进行仿真并对比分析算法的控制效果,为系统控制算法选取及模块开发提供参考.

基于嵌入式系统的智能一卡通处理终端设计

为更好实现我国智慧城市建设中通用、共享、快捷、方便、安全的"一卡通用"的小额支付体系,以及拓展智能一卡通卡在公共交通领域的应用和信息获取,在系统需求分析的基础上,采用自顶向下的方法完成智能一卡通处理终端整体系统设计、硬件和软件系统设计,以及车载刷卡、实时监控、全球定位、WiFi热点、无线数据互通、后台数据处理、远程管理终端等功能模块的设计。实际应用表明,基于嵌入式系统的智能一卡通处理终端在系统功能方面能够满足城市中公用服务收费需求,能够为公共交通等服务行业机构的运营与决策提供数据资源,将促进国家金卡工程建设。

基于人工智能的舞蹈动作识别与评分系统开发

为解决线上线下融合式成绩评定一体化难以实现的问题,文中将人工智能的动作识别理论应用到舞蹈教学中,开发了人机互动的评分系统,实现了移动端的实时查询。在教学时通过使用可穿戴传感器惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来收集舞蹈动作的数据信息,之后对数据进行标准化处理和滑动窗口数据分割,从而建立了长短期记忆(long short-term memory,LSTM)深度学习模型。通过研究模型动作识别的测试结果,发现模型准确率可达到94.28%。同时,利用LSTM深度学习模型和HTML5、CSS3等技术实现了人机互动形式的可视化实时成绩查询功能。文中提出的智能评分系统促进了课内外一体化的动态结合,实现了大学体育课程的智能化教学。

基于Xbee的智能家居无线能耗监控系统设计

针对传统家居系统布线复杂、无法细分各用电设备具体能耗情况的缺点,利用Arduino开源平台、无线模块Xbee、LEWEI50物联网开放平台搭建智能家居无线能耗监控系统.该系统在局域网内部采用XBee无线模块组网,实现对各用电设备节点的能耗数据采集和开关控制命令的传输,在外部通过W5100以太网模块实现互联网数据传输与监控.该系统不仅能通过互联网、微信实现对各用电设备的电压、电流、功率、电能数据的远程实时监测,还能实现对各用电设备开关的远程控制.实验结果表明,该系统具有无线通讯距离远、实时性好、运行稳定、扩展性强等优点,也为智能家居能耗的合理利用提供了依据.

基于PC104主控制器的开放式数控运动控制系统设计

开放式、低成本、可重构的数控运动控制系统在日益进步的制造业生产中显得越来越重要。本系统采用PC104作为系统主控制器,对伺服电机进行PID控制输出。同时通过编程对系统控制器输入、输出量进行规划,达到优化控制伺服电机轨迹输出的目的。在低成本、高性能的前提下,实现了数控运动系统的开放式软硬件体系的建立、模块化可重构系统的实现、交互控制机制的开发。通过实验结果表明该系统具有较高的实时性和稳定性。

基于移动终端的家庭智能用电系统设计

当前物联网技术已成为智能化领域的研究热点,并且被逐步应用到家庭用电领域。在此背景下,设计了一种基于移动终端的家庭智能用电系统,包括能够单独计量及控制的多插孔智能插座,功能完备的可视化平台,实现用电异常检测与终端平台预警。该系统优化了传统智能插座的缺陷,实现了智能设备与物联网的连接,可以采集、监测、控制、管理、诊断用电,帮助用户合理管理、优化家庭用电。

电阻点焊的控制系统设计与应用

方矩管生产最后环节需要将成品按规格数量集中,并通过打包带包装成捆。原打包带接头采用人工焊接,焊接完成后将成捆产品通过吊装入库,因此打包带的焊接质量和效率直接影响产品转运的安全性和生产节拍。为提高方矩管打包过程的自动化程度,设计了应用于方矩管打包带接头的电阻点焊自动控制系统。系统硬件主要采用PLC、伺服控制器和电阻焊机,软件采用工控软件实现。通过理论计算和调试得到满足打包带接头焊接需求的最佳焊接参数和运行参数,经过对焊接质量的可靠性测试分析,焊接打包带能够满足成捆产品转运负荷要求。该系统在原有半自动打包机的基础上实现了方矩管的全自动打包,组态软件运行状态良好,节省了人力成本,提高了方矩管打包的效率,焊接质量稳定,焊接方式更加环保。