双车协同工作控制方法设计

在航空航天制造、轨道交通等重工业领域,大质量、大尺寸工件的搬运作业非常普遍,使用AGV转运该种特征工件有助于提高转运效率,保证转运安全。但是,单台AGV承载能力及车体尺寸有限,使用单车不利于保证转运的经济性和灵活性。针对上述问题,设计了一种双车协同工作的实现方法,该方法主要由一套解耦装置和配套控制方法组成。双车协同工作的前提是单车已具备一定精度的循迹能力。两车排队行进,一车为主车,另一车为从车;两车顶部各安装一套解耦装置,解耦装置可保证工件在有限车组相对距离差与姿态差存在的条件下不受外力损害,且单车循迹功能不受联动状态影响;配套控制方法可对车体上多种传感器采集数据进行综合处理并及时调整两车相对位置,使两车在沿前进/后退轨迹或侧向轨迹运行时保持队形基本一致。在不同车速及行进方向下进行车组运行试验,试验证明两车循迹精度与单车状态一致,两车相对距离也可得到实时调整。

多移动机器人协作转运系统控制与试验

多机器人系统可使用多个功能相对简单的机器人执行较为复杂的任务。相比单一机器人运输,多机器人系统在超大、超重部件的转运上展现出更高的灵活性、可扩展性、多产品适应性等优势。提出一种多移动机器人协作转运系统,可实现多台移动机器人负载同一工件在无轨迹约束、无负载框架约束下的稳定运行。基于协作定位及领航-跟随编队控制方法,将有限的轮系驱动能力与纠偏需求相结合输出跟随单元控制量,可充分发挥全舵轮驱动移动机器人全向移动优势,保证速度指令有效并使位姿偏差减小并趋于稳定。考虑实际应用场景,在各机器人顶部设置全向力浮动机构以减小车组间相对位姿偏差对工件产生的外力影响。搭建由4台移动机器人组成的协作转运平台并进行试验,试验结果表明:在该控制方法下整个编队系统可稳定运行,直线、弧线轨迹下各从车相对位置偏差不大于40 mm,姿态偏差不大于6°。

有限纠偏能力的多差速单元循迹协同控制

对于舱段、机翼等制造业常见的超大超重部件,使用重载AGV转运可提高其转运效率和安全性。由于双轮结构的差速轮具有更高的承载力和驱动力,重载AGV多使用差速轮驱动。但是,差速轮的特殊结构不仅使得轮系运动时内部左右两轮相互限制,同时配套在同一AGV上的多套轮系受车体刚性约束,轮系间及轮系内部的相互制约使得整车循迹灵活性不足。提出一种将基于偏差的控制律和基于驱动能力的控制律结合的多差速驱动轮系协同控制方法。该方法充分考虑差速轮运动学特性及整车刚体运动学特性;为保证AGV流畅运行,对各轮驱动速度进行限制,避免了电机频繁正反转和超出驱动能力的情况。此外,该方法易于更多轮系的扩展,轮系旋转中心不局限于车体中轴线,保证了实用性。仿真结果表明:该方法可根据位姿偏差决策、计算符合要求的驱动速度,有效协调位姿纠偏需求与轮系运动能力,使得误差被有效消除并最终达到稳定状态,实现差速驱动AGV循迹性能的整体优化。

预紧力对滚珠丝杠副精度影响的研究

为了更好的研究滚珠丝杠副的精度损失规律,提出了一种滚珠丝杠副精度损失的计算方法。该计算方法是在改进的运动学基础上结合滚珠与滚道间滑动特性与接触特性建立的。由于滚珠丝杠副的预紧力无法通过普通方法直接测量且运行过程中预紧力是不断变化的,计算过程中也考虑了预紧力的变化并使用摩擦力矩的测量值计算预紧力。此外,在专为滚珠丝杠副精度损失测量而设计的试验台上进行了滚珠丝杠副精度损失试验。将试验数据与计算数据进行对比与分析,结果表明该计算方法可以计算滚珠丝杠副的精度损失并预测其精度变化趋势。

研磨对滚珠丝杠副精度性能影响分析

研磨常被作为最后一道工序来提高丝杠的精度和表面质量,但是现存的人工研磨方法过程复杂、效率低下,对于研磨丝杠的认知仍停留在"知其然不知其所以然"的状态.另外,滚珠丝杠副的精度保持性直接影响到自身乃至作为其配置载体的数控机床的使用寿命与性能优劣,对于研磨技术的研究,也应以提高滚珠丝杠副精度保持性为最终目标.为了进一步探究丝杠研磨方法,使用改进的丝杠滚道自动研磨磨具及工艺,在优化的研磨参数下进行试验,并对研磨效果进行评估.提出一种滚珠丝杠副精度损失计算方法,并使用已磨丝杠与未磨丝杠进行滚珠丝杠副精度损失对比试验.通过测量和计算,对比其各个阶段的摩擦力矩和行程误差,分析研磨对丝杠精度损失的影响.结果表明,研磨不仅可以提高丝杠精度储备量,对提高丝杠的精度保持性也有积极意义.