基于NI cRIO的球杆系统测控平台

设计了基于NI嵌入式可重配置输入输出自动化控制器实现的球杆系统测控平台,介绍了硬件配置及模块功能。直流伺服电机的电枢电流测量、转子角位移测量和球的直线位置测量都是在FPGA上实现的,由硬件保证了短的测量周期;相应的电流控制环、转角位置环及球的位置环PID控制器也是在FPGA上实现的。给出FPGA的程序体系结构及转角测量的LabVIEW程序。说明了由嵌入式控制器cR IO 9014实现的主要功能和程序流程,给出PC机监控界面。该系统不只实现了球杆系统的快速控制,还提供了测试平台以进一步研究系统的非线性特性。

重载滚珠丝杠试验仪的设计

介绍了重载滚珠丝杠试验仪的系统设计,包括系统方案、测量原理和软件流程图等。该试验仪可以动态测量重载滚珠丝杠的反向间隙、摩擦力矩和温升,为重载滚珠丝杠副的优化设计提供实验数据。该系统测量可靠,已经在陕西汉江机床有限公司稳定运行。

计算机辅助丝杠副动态测量自动测控系统

通过分析丝杠导程误差的动态测量方法 ,给出了测量仪控制系统设计方案 ,着重研究了计算机辅助检测分析丝杠动态测量检测系统。开发了基于Windows的计算机辅助分析测控软件 ,具有良好的人机操作界面 ,实现了丝杠的自动测量、自动分析、自动精度验收评定 ,效率高 ,操作性强 ,性能稳定可靠。建立了丝杠精度标准数据库及丝杠测量数据库 。

滚珠丝杠副加载试验台测控系统设计

一体化工业计算机系统目前在测控领域应用广泛。通过对滚珠丝杠副轴向力加载试验功能分析,拟定了滚珠丝杠副轴向力试验方案,构建了基于一体化工业计算机控制的测控系统,基于虚拟仪器技术平台和LabVIEW编程语言,设计了测控软件。实践验证与测试表明,一体化工业计算机结合虚拟仪器技术平台开发测控系统可以大大降低其软、硬件研发周期。

利用VB串口通讯实现对滚珠丝杠磨削误差控制的研究

利用VisualBasic的串口通讯来实现滚珠丝杠螺距误差的实时测量、补偿和控制,是一种新的思路和方法。给出了硬件电路图、通信协议及软件流程图。

步进电机驱动六自由度并联运动平台设计

为了能够在实验室内进行小型仪器元件的六自由度运动模拟和演示,设计了以步进电机驱动滚珠丝杠传动的小型六自由度并联运动平台。通过运动学反解建立了算法公式,应用Matlab仿真,得出了平台运动时各支路长度的变化曲线,验证了求解算法的正确性;运用Kutzbach-Grubler公式分析了电驱动UPU结构形式并联运动平台自由度的计算方法。根据给定参数建立了平台的三维模型,进行了结构协调性检测,并完成了步进电机驱动的六自由度平台的实体结构研制。将Lab VIEW组态软件与Matlab脚本解算程序结合,用于对平台的运动控制。测试结果表明:平台完全可以按照预定轨迹进行空间6个自由度的运动,实现对小型仪器元件的运动模拟。

高速大行程滚珠丝杠副智能测控平台的伺服控制

为了研究滚珠丝杠副的动态特性如定位精度、重复定位精度、速度及加速度跟踪、动态摩擦力矩、负载扰动、预紧力、疲劳性能、温升和机械振动等对滚珠丝杠副精度保持性能的影响,针对五轴联动加工中心高速大行程滚珠丝杠副设计了一套伺服电机+滚珠丝杠副高速运转、直线电机模拟负载扰动、多通道信号采集的智能精密测控试验平台;建立了测控平台时变参数不确定性和外力扰动的优化动力学模型;提出了基于遗传算法的自适应非线性PID双位置反馈的控制算法和速度、加速度前馈误差补偿的控制策略。试验结果表明,该控制策略具备小的跟踪误差、较强的抗干扰能力和稳定性,满足测控平台的试验需求。

滚珠丝杠激光动态测量系统设计与实现

介绍了滚珠丝杠激光动态测量系统的设计,包括动态测量原理,激光测量系统的布局,主轴伺服电动机的控制等;并制定了滚珠丝杠激光动态测量仪的检定规程,对该测量仪进行动态测量,给出了测量数据与结果统计分析。该系统检测效率高,操作性强,性能可靠,已在陕西汉江机床有限公司稳定运行。

基于STM32的雨水发电测量装置设计

为了实现在晴天的时候可以模拟雨天雨水从楼顶下落时的情景,同时记录雨水所能产生电压的大小,设计了一个基于STM32单片机的雨水发电测量装置实验平台。实验平台通过滚珠丝杠机构装置调整雨水下落的高度;利用AS-136液位变送器将所采集到的水压信号经RS485通讯传送到STM32单片机上;利用ADC0808将发电机电压传送到STM32上的LCD液晶显示屏上显示;利用矩阵键盘来控制液晶显示屏上显示的是发电机的电压还是所测量水压的值;根据测量水压的大小,通过光电耦合器控制继电器的开关,从而达到控制电动机的停转。实验表明:此套装置可以模拟雨天雨水从楼上降落的过程,并可以调整雨水落下的高度,对探究雨水发电的可行性及稳定性做了分析。研究对开发新能源测量装置有借鉴意义。

螺母旋转式滚珠丝杠直驱抽油装置研制与应用

针对国内油田低产井数量多、抽油设备能耗大的问题,研制了一种螺母旋转式滚珠丝杠直驱抽油装置。建立了该装置的数学模型,完成空心轴永磁电动机、滚珠丝杠、导轨和测控系统等核心部件的设计和制造。样机采用立式筒状结构,内部设计了专用的导轨,保证滚珠丝杠垂直方向运动的精准性。开展现场试验2口井,应用情况表明:与常规游梁式抽油机相比,该抽油装置使泵效提高了36.23个百分点,系统效率提高了2.65个百分点,日节电24.24kW·h,取得了良好的初期应用效果。螺母旋转式滚珠丝杠直驱抽油装置动力性能好,运行平稳,整机结构紧凑,直接安装在套管法兰上,施工方便快捷,为油田低产井举升技术提供了一种高效可行的方法。