六轴工业机器人工作空间分析及区域性能研究

为全面准确地评价六轴工业机器人的位姿准确度和位姿重复性等性能指标,指导机器人不同工况下的应用,对机器人的多工作域性能指标进行测试分析。利用DH方法建立某型机器人运动学模型,通过蒙特卡洛方法求解该型工业机器人的最大工作空间;对机器人最大工作立方体进行区域划分,得到机器人多工作域;利用激光跟踪仪完成机器人多工作域性能测试。结果表明:该型机器人位置准确度为3.305 mm,位置重复性为0.039 mm;分析多工作域性能可知,位于机器人工作空间上部的工作域位置准确度优于下方工作域;机器人各工作域的位置重复性基本一致,内侧工作域位置重复性略优于外侧工作域。

基于纵向涡发生器的定子通风系统温度场优化研究

根据流体力学及传热学理论,建立了一个水轮发电机定子通风系统流动与传热耦合计算模型,分析了定子通风系统的流场及温度场,并与试验值进行了比较,证明了模型的有效性。通过在定子通风沟内温度较高的齿部壁面设置纵向涡发生器改进其通风散热效果,并研究了纵向涡发生器的几何因素冲角和高度等对增强散热的影响,计算比较模型在不同入口风速条件下的温度,结果表明纵向涡发生器在冲角为45°,高度为5 mm时对散热效果的增强作用最大。

农机装备可靠性现状分析及发展建议

针对国产农机装备可靠性提升的迫切需求,分析了农机装备整机、零部件可靠性现状和农机装备领域可靠性工作的开展情况,从可靠性管理、可靠性工程技术应用和标准体系建立3个方面给出了开展农机装备可靠性工作的建议,并探索性地提出了农机装备可靠性工作的重点方向。

精密减速器使用寿命综合评价方法研究

针对机器人用精密减速器使用寿命评价不准确且周期长等问题,提出一种基于层次分析法的精密减速器使用寿命综合评价方法。分析精密减速器可靠性预计数据、加速寿命试验数据和现场运行数据等多源信息,并基于多源信息权重,建立综合评价模型,给出评价流程图,为精密减速器使用寿命有效评价提供理论依据。

无人机飞行姿态模拟器设计

在对无人机等设备开展环境及可靠性试验时,为模拟其飞行姿态设计了一种无人机飞行姿态模拟器(二维转台)。首先,介绍了飞行姿态模拟器的关键零部件选型;然后,为使飞行姿态模拟器满足无人机相关试验要求,通过有限单元法对其进行静力学分析及模态分析,并研究转动零部件的等效建模方法;最后,计算结果显示:飞行姿态模拟器在重力作用下的最大变形量为0.298 mm,整体结构的基频为16.6 Hz,模态振型为绕底座轴扭转。仿真结果表明:飞行姿态模拟器设计合理,能满足试验需求。

航空液压泵典型故障模拟及在线监测

针对某型航空液压油泵的工况复杂、故障模式多样、样本数据匮乏及诊断难等问题,分析了液压泵的故障模式和特征频率,根据4种典型故障模式和8种工况设计了故障模拟试验方案,并搭建了液压泵故障模拟软硬件试验平台。以磨损故障为例,对振动故障数据实现了采集和故障特征分析,验证了平台的有效性和诊断的可行性。

随钻测量仪可靠性建模与评估方法

随钻测量仪(MWD)是随钻测井的关键设备,其可靠性高低对测井的效率有重要的影响。本文提出了随钻测量仪可靠性建模与评估方法。该方法通过采集随钻测量仪故障数据,分析初始累积分布函数图趋势,选择初始分布模型,并应用参数估计、拟合优度检验等检验模型拟合效果,最终确定产品寿命分布,实现对产品可靠性的建模与评估。实例分析表明,该方法简便有效,在一定样本量条件下,可作为随钻测量仪可靠性建模与评估的有效手段。

基于nCode DesignLife的电机耐久寿命仿真研究

针对电机耐久寿命评估需要专用试验设备,且存在试验周期长、费用高的问题,结合电机典型的损耗型故障模式,建立了高速电机的有限元模型,提出了基于nCode DesignLife的电机耐久寿命仿真方法,对高速电机的核心部件轴和轴承进行了耐久寿命仿真分析,得到了轴和轴承的应变分布、应力分布、损伤分布和耐久寿命分布。研究表明,耐久寿命仿真技术能够实现电机的寿命薄弱环节的快速挖掘和耐久寿命的快速评估,对于提高电机的耐久寿命具有一定的参考价值。

长寿命小样本伺服系统的可靠性快速提升技术

伺服系统作为关键部件被广泛地应用于工业制造装备中,随着制造业转型升级,对伺服系统的可靠性提出了更高的要求。为了解决现阶段伺服系统可靠性提升与产品快速迭代之间的矛盾,以及满足高效率、低成本的产品可靠性研发需求,提出了长寿命小样本伺服系统可靠性快速提升技术方法。结合伺服系统产品的特性,在产品设计阶段开展故障模式及影响分析,原型样机测试阶段开展可靠性强化试验,提前发现产品的薄弱环节,并进行改进和补偿,从而提高产品的可靠性;在小批量试产阶段开展可靠性加速寿命试验,快速验证产品的可靠性水平;最后,开展伺服系统案例应用验证。研究表明,该项技术方法能够高效率、低成本地提升伺服系统的可靠性水平,对于伺服系统可靠性的工程化应用具有一定的参考意义。

直线导轨副系统阻尼减振机理研究及仿真

针对高档数控机床等高端装备用精密滚动直线导轨副接触阻力小、抗振性能较差的现状,基于挤压油膜减振理论,构建带阻尼器的导轨副系统,研究基于挤压油膜的导轨副系统减振方法,建立阻尼器-导轨挤压油膜流体润滑模型,获得压强、刚度和阻尼解析解,同时对导轨副系统进行仿真分析,得出阻尼减振效果随长宽和长度尺寸的变化关系。研究表明,当阻尼器的长宽比为1时,刚度及阻尼效率最高,长度尺寸越大,减振效果越明显,该结论对于国产导轨副阻尼器的设计研发及选型应用均具有重要的指导意义。

工业机器人性能测试技术发展综述

工业机器人是推动智能制造转型升级的关键设备,其使用越来越广泛。我国的机器人产业蓬勃发展,但大而不强。性能是机器人产业发展的重要瓶颈,国内外已经开展了较多的相关研究。本文就工业机器人关键整机性能参数的测试方法、设备以及关键成果的相关文献进行综述,指出制约工业机器人性能测试技术发展的主要问题,并对其应用前景进行展望。

基于半实物仿真的工业机器人末端振动分析

速度规划算法作为工业机器人控制技术的关键环节,其加速度的连续性对机器人振动性能有较大影响。目前,工业机器人控制系统大多采用集成式的控制器或运动板卡,控制系统封闭,运动控制算法权限没有开放给用户。为解决集成式控制系统运动控制算法受限的问题,基于dSPACE设计工业机器人半实物仿真控制系统,对比T型速度规划算法和S型速度规划算法下工业机器人末端的振动表现,并进行定量分析。实验结果表明,利用S型速度曲线替代T型速度曲线进行速度规划时,工业机器人末端加速度峰峰值降低了20.5%,低频振动振幅降低了30%,机器人末端振动显著减小。