机电协同设计在轨道交通行业的应用

在轨道交通传统的设计研发模式中机械设计、电气设计和工艺设计为独立的环节,设计数据的传递方式都是依赖于人工。多环节、多节点的信息交互降低了工作效率。围绕“十四五”发展战略,以中车“13354”数字化转型战略为指引,提出了机电一体化建设,旨在实现打通设计数据壁垒,建立线上数据、信息交互通道。以产品数据管理系统为中心,融入多功能设计平台,在数据互通的基础上,建立协同工作的数字化研发体系,提高数字化价值。本文将以中车南京浦镇车辆有限公司的机电协同一体化建设为例,分析该技术在轨道交通行业的应用方法和优点。

提高年循环效率的永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同设计

为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

珠海长隆海洋科学馆机电总承包管理模式下的履约管理

为推动"精益建造完美履约"的精细化管理,项目部通过完善机电总包管理部责任划分,建立协同机制、BIM建造、提资计划、一体化穿插等一系列新的管理思维和措施,简化了现场施工管理流程,降低了管理成本,提升了品质及履约能力,进一步探索了机电专业整体提升技术,最终实现BIM设计、工厂预制、现场拼装、整体提升的管理新模式。

对于出线装置机械强度及电气强度协同提升的技术探讨

出线装置是变压器/电抗器的核心组件,由绝缘纸板、金属电极、成型件等多种部件通过复杂工艺制造而成,该产品长期依赖进口,国外对该技术严格封锁,无经验借鉴,研制难度极大。国务院发布的《中国制造2025》将其列为重点研发装备,项目依托国家科技支撑计划、火炬计划开展技术攻关。为满足出线装置对绝缘纸板、成型件的性能要求,解决出线装置机械性能与电气性能不能协同提高这一矛盾,本文提出了多浆料混合配方及其磨浆工艺、分时分段热压工艺,解决了高性能绝缘纸板的生产难题。提出了粘结剂新配方及配套热压工艺,提出了各向应力动态调整的生产方法,解决了成型件易变形、开裂的问题。

衣物自动处理装置的设计与实现

针对当今大部分服装制造企业在包括衣物输送和折叠等后续加工工序上自动化程度较低的问题,以及日常生活中琐碎的收衣叠衣过程所带来的繁重劳动,结合市场需求和技术发展现状,设计了一种实用的自动收衣叠衣系统。利用同步带、导轨和多个连杆机构的协同工作,通过衣物输送装置、衣物折叠装置和伸缩式自动卸衣衣架3个机械子系统,以及基于DSP的电子控制系统,完成了从衣物输送到衣物和衣架的脱离,再到衣物折叠并储藏的一个工作流程;最后,对衣物的折叠效果和叠衣效率进行了实验测试。研究结果表明:该系统可以在30 s内完成包括衣物的运输、折叠和收集在内的运动循环。其中,折叠过程用时8 s;从衣物平整度来看,该装置处理的效果与人工处理的效果相同,工作效率明显优于人力劳动,是一种具有较高使用价值的衣物处理装置。

外部全景仿真的汽车模拟运行平台设计与实现

针对当今汽车展示中由于场地空间有限等诸多因素的限制无法有效、逼真地对车辆行驶过程中的外部动态全景进行展示的问题,结合当前市场需求与技术发展的实际状况,以汽车模型为基础,基于车辆行驶外部状态与全景的运行模拟,设计了一种实用的汽车模拟运行平台,并利用相对运动的思想与半实物仿真技术,通过车辆(模型)、车辆姿态控制、道路姿态控制、效果景物控制4个机械子系统,以及电子控制系统,构成了实时控制与功能模块控制两种工作模式,实现了平台的协同工作。最后,对实际仿真效果进行了实验测试。研究结果表明:该系统可对车辆行驶时的外部全景进行仿真模拟,并能够仿真出汽车的多种运行状态,是一种具有较高使用价值的汽车模拟运行平台。

高新技术企业的产品生命周期管理系统

PLM系统是一种基于产品生命周期的产品管理软件系统,通过对产品由引入、发展、成熟到衰退的各阶段的控制,保持产品在市场上的竞争力,对于公司的研发管理起着重要的作用,目前国际上领先的PLM系统由西门子、PTC和达索公司提供,本文介绍了基于PTC公司的Windchill在电子高科企业实施的相关内容。

多轴联动数控激光刻型加工关键技术及装备研发

针对航空航天薄壁类金属结构件多次化铣过程中的激光刻型需求,研究了激光刻型轨迹规划、光机电协同控制优化、刻型参数自适应匹配与优化等关键技术。在多轴联动数控激光刻型加工机床构成与设计、激光器与激光光路系统设计、光机电协同控制系统开发的基础上,研制出六轴五联动数控激光刻型机床原理样机和工程样机,实现了大型环形薄壁类化铣零件的一次、二次激光刻型加工,各项技术指标均达到设计要求,且该样机在航空制造企业和重点型号中实现了工程应用。