针对铸铁管件毛刺的机器人打磨技术研究

以铸铁排水管件毛刺的清理为研究对象,针对其生产过程中人工打磨向智能化加工的技术改革需求,利用ABB RobotStudio软件设计、构建了一机多工位的机器人打磨工作站。基于UG软件完成打磨工作站三维模型的建立,并导入RobotStudio软件中;使用机器人模型库中IRB4600-60完成工业生产过程,构建气动夹具和设计夹指机械结构,以满足相应的动作需求,并设计对应的姿态动作;为夹指机械结构、砂轮打磨机和砂带打磨机创建Smart组件和I/O信号连接实现动态效果,并设定机器人和各机械结构Smart组件的工作站逻辑;设计好虚拟仿真工作站后,对工作站进行了离线编程和仿真,最后进行现场工作站的打磨,验证了机器人打磨效果优于人工打磨。

基于趋近律的互补积分终端滑模音圈电机控制

音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制(CISMC),在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和fal非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器(ESO)对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制(CISMC)。根据推导的数学模型在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制(CSMC)+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。

基于NLESO的音圈电机互补滑模位置控制

音圈电机(VCM)对控制系统的精度及鲁棒性拥有较高的要求。针对其工作中存在因电机参数和机械摩擦力变化而造成非线性电磁特性的问题,对音圈电机进行原理分析并建立对应数学模型,将系统数学模型中不可测及未知干扰部分定义为总和干扰,利用非线性扩张状态观测器(NLESO)估计系统位置及总和扰动,将估计的总和扰动部分前馈补偿到控制回路中,由此提出一种基于非线性扩张状态观测器的闭环互补滑模位置控制算法。根据推导的数学模型在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明NLESO+CSMC的方案相较于传统传统滑模控制在稳态误差方面最大可以减小95.5%,完全跟踪时间最大可以减小0.158 s,而且在改变期望信号后依旧保持较好的跟踪性能,提高了控制系统的精度及鲁棒性。