选矸机器人高速并联机构伺服驱动选型研究

为了实现煤矸的高效分选,基于选矸机器人结构及工作原理,在建立并联机构位移、速度、加速度、转矩、等效转动惯量数学模型和选矸运动轨迹规划的基础上,提出了一种用于煤矸分选的三自由度串并混联机器人的伺服电机选型方法:计算分析了选矸过程中机器人主动关节速度、转矩、等效转动惯量和功率的变化分布;针对速度、转矩、等效转动惯量随机构位形改变连续变化的问题,提出根据最大瞬时功率初步选取伺服电机,然后参考关节最大转速和电机允许最大转速选取减速器减速比,结合电机转矩特性曲线进行功能校验的伺服电机选型方法;指出在设计过程中应尽量选取大速比减速器,以减小电机负载惯量比,降低惯量波动干扰,提高系统控制响应速度和运行稳定性。测试和应用结果表明:设计开发的选矸机器人作业周期为1s,横向选矸推力达25kg。该机器人发挥并联机构可实现高速、高刚度的结构特性,结合串联机构工作空间大、结构简单的优势,适于高效煤矸分选,且已成功应用于多条选煤生产线的中、大块矸石分选,长期连续工作运行稳定。研究为机器人伺服驱动系统设计提供了有益的参考。

基于PLC的伺服定位控制系统在煤炭工业生产线中的应用研究

针对煤炭工业自动化生产线中对工件精确定位控制的要求,设计了基于PLC和交流伺服驱动器、伺服电机的控制系统,包括系统的硬件设计、参数设置、程序设计和触摸屏组态设计,较好地实现了准确定位、低成本的多点运动控制。该系统应用于煤炭仿真自动化生产线平台,运行稳定,扩展灵活,具有良好的应用价值。

基于力矩前馈煤矿用防爆伺服电机控制研究

针对煤矿生产自动化、智能化水平低,基于力矩前馈设计了煤矿用防爆伺服电机控制系统,实现对煤矿用防爆伺服电机位置、速度、电流三闭环控制及在线参数自整定控制。对煤矿用防爆伺服电机在实际生产过程中的速度、力矩等关键参数进行精确、智能、自动控制。该研究为煤矿生产自动化及智能化控制提供技术支持及参考依据。

双电动机驱动弛张筛及其伺服控制系统

普通弛张筛中双筛框的振动相位会根据筛板上来料量的变化而变化,很难实现固定筛框和浮动筛框理想的180°相位差,导致筛分效率不能保证。针对上述问题,建立了双电动机驱动弛张筛力学模型及振动方程,得到弛张筛固定筛框和浮动筛框之间的振幅和相位关系,并分析得出:双激振电动机转速同步且偏心块的相位差为170°时,双筛框的振动相位差能达到180°。提出了一种基于双电动机驱动的弛张筛伺服控制系统,采用了基于交叉耦合的转速同步控制方法和改进的基于点动Bang-Bang的相位补偿控制算法。仿真结果表明:该系统在启动阶段跟随速度快,调整时间短,超调量小,转速同步情况比较理想;转速及相位补偿速度快,转速波动幅度为70r/min左右,偏心块相位差波动幅度控制在5°以内,具有较强的抗干扰性。

内注式单体支柱耐久性能试验自动加载装置研究

为解决内注式单体支柱耐久性能试验过程中人工加载和卸载存在劳动强度大、效率低等问题,研制了一套内注式单体支柱耐久性能试验自动加载装置。该装置利用工控机测控软件控制伺服电动机及减速器驱动加载工装旋转,通过伺服电动机驱动器实现内注式单体支柱的升柱及降柱操作,自动控制支柱的加载过程;通过伺服电动机驱动卸载手柄实现支柱卸载、降柱动作;并对电动机加载速度、扭矩、位置等进行精确控制,防止加载机构过载、堵转等情况发生。测试结果表明,该装置控制精度高、加载速度快、性能稳定可靠,提升了内注式单体支柱耐久性能试验的自动化水平。