基于多方向导纳力控制的机器人柔顺装配系统

针对轴孔装配过程中遇到卡阻或楔紧现象导致接触力过大损坏工件的问题,提出一种基于导纳力控制的机器人柔性装配系统。将轴孔装配过程为搜孔阶段和调整插入阶段。首先,搜孔阶段提出一种基于阿基米德螺旋线的搜孔策略。其次,调整插入阶段提出一种基于等效质量–阻尼–弹簧的多维方向的导纳力控制装配方法。最后,选取圆形轴孔开展实际装配实验,结果表明所提出的方法能够实现机器人柔顺插孔,达到了预期效果。

复杂背景下的结构光条纹中心提取算法研究

线结构光三维扫描建模系统中最关键的一步是提取光条中心线,但环境中各种因素的干扰给中心线提取带来困难。针对线结构光条纹图像存在光斑干扰、光强分布不均、光条宽度差别大、背景复杂等多种问题,提出解决方案。首先采用Otsu对结构光图像二值化;其次采用改进DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法保留核心点,去除边界点和噪声点;最后将核心点作为输入,构建图数据结构,采用适用于线结构光条纹图像的最短路径搜索算法得到光条中心线。实验结果表明,该算法运行时间在150 ms以内,误差在0.2像素以内,并适用于多种复杂环境,满足实时性、准确性和稳定性的要求。

双馈风力发电机的哈密顿系统建模与控制

针对双馈风力发电系统的控制目标,本文研究了风机特性及其数学模型,并采用端口受控哈密顿方法,研究了双馈风力发电机的哈密顿系统的建模与控制问题,建立了双馈感应发电机的端口受控哈密顿系统非线性模型,根据状态误差端口受控哈密顿的控制原理,选取了期望的闭环哈密顿能量函数,并利用系统互联和阻尼配置以及能量成形方法设计了双馈感应发电机控制器,最终实现了系统的最大风能追踪控制,定子电流频率的恒定以及对有功功率和无功功率的独立控制目标。通过Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,在该控制策略下,系统对期望转速有快速、精确的跟踪效果,实现了最大风能追踪控制、变速恒频控制,有功功率和无功功率的独立控制。该研究在双馈风力发电系统上有良好的控制效果,具有一定的应用前景。

22000kN大型伺服压力机电控系统研究与实现

介绍了基于发那科伺服系统的大型伺服压力机机械结构及特点,并简单介绍了压力机多连杆的传动方式;结合伺服压力机的电气控制方式及特点,对发那科控制系统进行了阐述。将自主研发的上下位机系统与发那科动力系统相结合,实现整个伺服压力机自动化系统,并给出了其优异的性能指标。证明了此方案适合用于伺服压力机控制系统。

基于图像拼接的电连接器插针检测方法研究

针对远心镜头无法调节视场大小,难以适应大尺寸矩形电连接器检测的问题,通过图像拼接的方法进行矩形电连接器测量与检测。将检测装置安装在工业机器人末端,通过机器人运动完成三帧待拼接图像的采集。对相机进行像素当量计算,采用中值滤波去噪,基于PatMax算法进行图像重叠区域的识别与匹配,引入Sobel边缘检测,完成图像的无缝拼接。通过设计测量算法,完成电连接器长度的测量、动态识别插针、定位插针、插针间距的计算。通过对2种型号的电连接器进行实验,结果表明:该方法对电连接器的尺寸测量平均相对误差低于0.1 mm,插针识别率达100%,拼接后插针间距与实际间距平均误差为0.02 mm,可满足实际应用中电连接器插针检测与测量要求。

基于滑模变结构的异步电机调速系统建模与控制

针对基于传统矢量控制的异步电机调速系统存在响应速度慢、鲁棒性弱等方面的不足,在推导三相异步电机简化模型的基础上,设计了一种将滑模变结构与矢量控制相结合的控制方法,用滑模变结构控制方法取代矢量控制中的转速调节器,基于指数趋近方法求得了系统控制器,利用李雅普洛夫判据证明了系统的渐进稳定性。进一步地,在Simulink环境下建立电机调速系统模型,通过对比传统PI矢量控制与结合滑模变结构的矢量控制方法的仿真结果,说明该方法应用于异步电机调速控制中具有响应速度快,鲁棒性强等优点。

FANUC多轴同步控制技术及在大型伺服压力机中的应用

介绍了基于FANUC PMI-A数控系统的大型伺服压力机结构。针对多电机同步驱动需求,采用了主从同步控制以及电子虚拟主轴同步方法,针对多电机同步负载偏差大的问题,采用了速度积分器复制功能。通过在12000 kN伺服压力机上进行参数配置及功能验证,说明电子虚拟主轴同步控制效果优于主从同步控制,速度积分器复制功能可实现轴负载平均。以上功能可满足大型伺服压力机多轴同步控制需求。

FANUC PMi-A在伺服冲压线同步控制中的应用

基于FANUC PMI-A数控系统,用于伺服冲压线同步控制,介绍了伺服冲压线中伺服压力机和机械手的结构。详细叙述了其在伺服冲压线同步控制中所用到的电子凸轮(electronic CAM)和单元间同步(inter unit synchronization)功能的概念、系统参数配置及编程实现方法。通过冲压设备实际控制效果,说明了应用该功能可以实现伺服冲压线的精确同步控制及整线高节拍运行。

FANUC数控系统位置压力控制功能的实现及其在伺服压力机中的应用

为更好满足金属成形过程中伺服压力机位置及压力控制需求,介绍了FANUC PMI-A数控系统位置压力控制功能的原理、在压力机上的实现方法,并给出了系数参数配置以及主要的加工程序等。最后通过FANUC Servo guide对压力机相关运行数据采集分析,说明FANUC数控系统位置压力控制功能适用于伺服压力机。

图像处理技术在激光熔池温度检测的应用

为了提高材料的熔覆层性能,采用图像处理技术对激光熔池温度场进行了检测。利用彩色CCD工业相机采集图像数据,运用中值滤波方法去除图像噪声;处理后的图像数据经过高精度HG-2标准高温黑体炉标定后得到温度拟合公式。通过图像处理将原始图像转化为伪彩色图像,能够较好地反映熔池各个区域的温度分布及变化规律。结果表明,通过拟合公式计算得到的温度与实际温度最大误差为1.23%。检测精度满足现场需求,实现了对熔池的温度检测。

基于图像处理技术的轮毂智能检测系统

为了实现轮毂关键几何参数的自动测量,基于图像处理技术研发轮毂智能检测系统。采用黑白高清CCD工业相机采集图像数据。利用Canny算子算法提取轮毂孔径边缘信息。根据轮毂图像特点,对传统Canny算子算法的滤波算法运用双边滤波和图像二值化方法进行改进。为了提高Canny算法的适用性,提出了一种自动计算阈值的方法。基于最小二乘法拟合轮毂孔径边缘,从而获取轮毂孔径大小的尺寸信息和圆心相对距离的位置信息。通过实验测量计算,轮毂孔径的尺寸和位置测量满足工业现场精度要求,实现了轮毂关键几何信息的自动测量。

考虑强度差效应的非对称Drucker屈服模型及实验验证

基于对称Drucker屈服函数,提出一种非对称屈服模型。依据经典的对称屈服函数非对称化理论,将方向系数引入Cauchy应力张量的第一不变量,通过加权应力项分析拉伸应力与压缩应力之比对屈服轨迹及各向异性的影响。基于薄板成形的平面应力状态假定,得到由两个方向系数以及8个各向异性参数组成的Drucker屈服模型。给出了几种与轧制方向成不同角度的平面拉伸/压缩试样的屈服极限,利用MATLAB优化算法实现了屈服模型方向系数及各向异性参数的标定,并与实验结果进行比对。引入的Drucker屈服模型用来描述金属锆板面内压缩和厚向压缩时的屈服曲面,通过与粘塑性自洽(Visco-Plastic Self-Consistent,VPSC)多晶体模型计算结果进行对比,验证了所提出的模型的有效性。Hill’48,Yld2004-18p及所提出的Drucker屈服模型通过ABAQUS VUMAT子程序实现,并分别用于模拟某圆筒件拉深成形过程,通过对比3种屈服模型的模拟结果与实验结果发现,所提出的Drucker屈服函数能够较好地描述金属的强度差效应。

基于ADAMS的伺服冲压线仿真方法

基于ADAMS的伺服冲压线仿真方法,实现伺服冲压线的整线运行仿真,为伺服冲压线的设计、制造及调试提供依据。首先,基于冲压线设备的实际运动曲线,采用样条型数据驱动运动部件,实现了设备的高精度运动仿真。在此基础上,通过将运动曲线的时间变量转换为与时间关联的循环变量,解决了设备的自动循环运动仿真问题。为了实现冲压线的运行时序仿真,设置设备的运动起始时间,并基于运动干涉检查调节各设备的运动起始时间,进而获得有效的整线运行时序。最后,采用所提方法,实现了一条汽车伺服冲压线的仿真,整线运行无运动干涉,满足生产节拍要求,验证了仿真方法的有效性。