基于强化学习的木工送料平台误差控制研究

研究了木工带锯机送料平台误差产生的主要原因。通过深度确定性策略梯度算法,对各轴的跟踪误差进行控制,以实现对送料平台末端夹具及木料运动轨迹误差的控制。使用Adams运动学仿真平台对送料平台进行动力学分析,通过与MATLAB进行联合仿真完成强化学习过程。由于送料平台各轴间耦合关系复杂,所以使用最小安全距离限制和积分法加快仿真学习过程。最后进行数据迁移,使用Codesys实现对送料平台实体机的虚轴控制进行仿真。结果表明,加入约束条件和优化方法后,强化学习过程更加稳定且收敛速度更快,深度确定性策略梯度算法减小误差可达63.97%,为后续锯切加工奠定了基础。

悬挂式曲线送料平台的设计研究

设计了一种悬挂式细木工带锯机曲线送料平台的新型结构,该送料平台与锯身分离,为独立运动机构。曲线送料平台是搭建在空中的并联机构,通过数字控制来实现木材工件X、Y轴向移动,以及绕Z轴的转动,达到工件按规划曲线完成自动锯切的目的。阐述了此送料平台的工作原理和结构设计,对结构进行建模以及运动学解析,最后经过实验加工,验证了此结构的可行性。

并联式曲线送料平台机构误差补偿方法的研究

并联式曲线送料平台是用于实现细木工带锯机曲线切割的自动进给平台,由于该机构运动支链多,机构误差大,难以实现平台末端位姿的精确进给。为了实现并联式曲线送料平台的末端位姿误差补偿,本文从连杆运动学位姿建模出发,利用机构运动学逆解的分析方法,得到各关节参数与送料平台位姿参数关系方程,再运用尺寸矢量链法建立机构误差、机构参数与动平台位姿误差的误差正解数学模型,分离得到与动平台位姿参数有关的误差传递矩阵,最终得到由各轴驱动来补偿平台机构误差的方法。运用该方法对并联式曲线送料平台误差实例进行计算分析,结合MATLAB计算得到送料平台各轴随加工曲线变化的误差补偿实际值,数值导入到各轴进给补偿程序中对曲线送料平台试验机进行实验验证。结果表明:并联式曲线送料平台机构误差补偿方法有效地减小了末端执行机构的位姿误差。未补偿前并联式曲线送料平台工件运动曲线X轴、Y轴方向最大误差为3 mm,绕Z轴最大旋转误差为3°;补偿后工件运动曲线X轴、Y轴方向最大误差在1 mm以内,绕Z轴最大旋转误差在1°以内。说明本方法能够显著提高并联式曲线送料平台的精度,有效地补偿并联式曲线送料平台的机构误差。

木材曲线锯送料平台动力学解析及补偿控制策略研究

【目的】送料平台是模仿木材锯切时人工送料研发的新型机构,平台末端姿态的准确性是保障锯切质量的关键。但是平台驱动支链多,误差从硬件方面进行控制很难实现,为提高板材曲线锯切时的送料精确度,本文提出一种补偿控制策略。【方法】运用拉格朗日法建立平台的动力学传递函数,通过动力学解析,分析平台关键部件的运动特征。通过数学解算、模拟仿真等方法,研究末端姿态的误差及其特性,从而建立相应的误差模型;以传统PID控制为基础,融合RBF神经网络进行参数优化,设计适用于送料平台的单神经元PID控制器,用以补偿各支链的驱动位移误差,实现实时补偿控制;运用Matlab和Adams联合仿真的方法对补偿控制策略进行验证和分析,并将成功的算法移植到试验台控制器中进行板材锯切试验。【结果】经文中设计的单神经元PI经文中设计的单神经元PID算法补偿后,送料平台末端轨迹曲线在X、Y方向偏移误差从补偿前的3 mm降至小于等于1.5 mm,倾斜角误差从补偿前的3.5°降至1.5°,平台末端轨迹曲线与指令曲线相比,在大部分曲线段完全重合。【结论】文中所设计的单神经元PID补偿控制策略可以有效提高木工锯送料平台末端姿态的准确性,经过补偿控制的送料平台可以实现板材的精密曲线锯切任务。

锯切木材送料平台仿人工送料姿态的误差与控制策略

以锯切木材平台的仿人工送料姿态为研究对象,依据神经网络的实时更新算法估计轮廓误差,并结合改进的猫群算法对PID参数进行优化,设计了多轴联动的运动控制策略,按照规定指令做出更加精准送料动作,补偿送料平台的系统误差;运用多体动力学软件(ADAMS)、矩阵实验室(MATLAB)进行建模仿真,分析补偿前传统PID优化算法与改进后优化算法的差异,检验改进后优化算法的有效性。结果表明:改进后的优化算法优化过的系统,最大轮廓误差从4.5 mm缩小至1.5 mm;与进给方向垂直方向(x轴方向)的跟踪误差从0.6 mm以内减小到0.2 mm以内,进给方向(y轴方向)的跟踪误差从6.0 mm以内减小到2.1 mm以内;且补偿后的三轴丝杠滑块运动路线以及送料平台的运动路线与对应的理论轨迹基本重合,说明应用改进后优化算法的送料平台,运动精度符合精密曲线锯切的要求。

PLC控制自动送料平台的设计

针对车间采用人工搬运铜板时,存在的劳动强度大、重复率较高、工人易受伤等缺点,提出了一种基于PLC控制自动送料平台设备。设计了自动送料平台机械结构的总体方案;使用以三菱Q系列PLC为控制核心,设计了系统的总控制模块,包括气动控制模块和电路控制模块,采用气动控制模块实现铜板自动夹紧和翻转的功能,采用电路控制模块实现自动送料平台设备运送、返回及其他信号的接收和处理功能。采用GX Works 2软件实现自动送料平台设备手动、回原点、自动、自行检测、报警等控制功能。实验结果表明此系统不仅具有稳定性好、方便快捷等特点,且可有效提车间铜板的调度管理能力。该系统能改善自动送料平台设备重复率高、劳动强度大和工作人员易受伤的状况,提高了铜板的运输效率。

大型变压器波纹油箱折边成型工艺

改进变压器油箱制作工艺，波纹油箱折边成型模的设计，自动升降式送料平台的设计及结构特点。