基于Fuzzy-PID的单自由度液压实验台控制特性分析

针对单自由度液压实验台的高控制性能要求,对单自由度液压实验台液压控制系统的动态控制特性进行分析。分析单自由度液压实验台的工作原理及液压控制系统主要元部件的数学模型;对Fuzzy-PID控制器进行分析与设计;在AMESim-MATLAB中构建单自由度液压实验台液压控制系统的联合仿真模型。对采用Fuzzy-PID和常规PID控制的单自由度液压实验台的控制特性进行对比分析。结果表明:采用Fuzzy-PID控制的单自由度液压实验台具有优良的伺服跟踪性能。     

基于FANUC 0i-Mate系统数控车床综合实验台的研究与开发

基于FANUC 0i-Mate系统数控车床综合实验台采用开放式模块化设计,着重讲述了实验台的电气柜模块与机构演示模块的设计.电气柜主要有数控装置、电源、操作面板、输入/输出、伺服驱动、主轴变频器六个模块组成;机构演示模块由X/Z双轴十字进给拖板、主轴电机及编码器、四工位刀架组成.该数控实验台主要具有数控系统的连接、安装、调试、编程、故障设置、诊断维修等多项功能.     

三回转自由度数控主轴结构设计与运动学分析

基于对3R斜交非球型手腕结构的研究和数控机床主轴功能的分析,提出一种具有3个连续回转自由度的数控主轴的概念设计,并用SolidWorks软件建立该主轴的三维模型。用D-H参数法建立该主轴的运动学模型,进行运动学分析和工作空间的分析与仿真。仿真结果表明:该主轴结构紧凑、惯量小、灵活度大,能够实现三维空间的任意姿态,扩大数控机床的加工范围。     

基于GB/T23567系列标准的加工中心快速可靠性试验系统研制

针对加工中心快速可靠性试验中加载手段不足的问题,基于GB/T 23567系列标准对加工中心快速可靠性试验系统进行功能分析与设计,构建基于模拟工况的轴向加载装置与主轴加载装置,实现轴线载荷加载控制以及主轴扭矩加载控制。使用该系统对样品开展一系列加载试验,通过对比分析可靠性指标,验证了该可靠性试验系统的功能。研究结果为提高行业数控加工中心可靠性试验和检测能力提供支撑。     

基于AMESim的矿用制动实验台液压系统设计与仿真研究

液压系统是矿用制动装置液惯量式实验台的核心组成部分,对实验台液压系统进行设计,通过理论计算选择关键元件,利用AMESim仿真软件搭建仿真模型及进行仿真分析,验证实验台液压系统的液压值、主轴转速以及扭矩设计的合理性。将仿真分析结果和实验结果进行比较,以此来验证理论计算的选型合理性。结果表明：仿真所得结果与实验结果基本相符,因此验证了实验台液压系统设计的准确性。     

舵机电动伺服加载控制系统的设计与研究

针对电动舵机加载要求,设计了以交流伺服电机做加载设备的舵机电动伺服加载实验台。此加载装置用于测试电动舵机在近似于真实工作环境下承受各种载荷时,电动舵机可能出现的状况。给出电动加载系统的整体结构及其工作原理,介绍所采用的抗电磁干扰措施。建立电机和力矩传感器的数学模型,给出加载实验台的静、动态性能测试结果。实验结果证实加载试验台可以满足设计要求。     

基于差动机构的铣削力加载方法研究

对铣削主轴单元进行切削力加载试验,是获得其加工精度、承载能力、可靠性、寿命等技术参数的一个重要手段。采用差动微进给结构可以在主轴承载范围内进行多试验点加载,加载力大小通过压力传感器读取,可以使测试精度得到保证;加载力通过陶瓷轴承的传递作用到刀杆上,满足高转速的测试要求;而传动系中加载斜面与球的引入可以有效模拟主轴的实际工况。     

机床主轴系统静刚度分析及实验研究

为研究机床主轴系统静刚度特性,建立一种高性能加工中心主轴-轴承系统模型,该模型包括主轴转子和轴承。采用有限元法建立主轴轴系零件模型,并与轴承拟静力学模型集成得到主轴系统有限元模型,通过计算得到主轴系统3个方向的静刚度。对该机床主轴系统进行静刚度测试实验,以验证理论计算结果的正确性。研究表明:理论计算结果和实验结果具有较好一致性,因此可以有效地证明该有限元模型的准确性;此外,由于主轴系统内部存在阻尼效应及摩擦作用,卸载时静刚度大于加载时静刚度;同时其轴向静刚度存在一定非线性。     

机床冷却系统六自由度机械臂控制机构设计

六自由度机械臂控制机构包括吸附底座、主体架、机械臂和摆动头。其主体架与吸附底座相连,机械臂一端可转动地设于主体架下端,另一端与摆动头相连;摆动头包括电机支架、摆动伺服舵机、喷头和摆动机构,喷头通过摆动机构与摆动伺服舵机的输出轴相连。该机构能围绕主轴实现360°旋转,避免喷射死角、盲区;同时利用具有多自由度的机械臂,能准确定位喷头位置,提高灵活性和通用性。     

KTM公司的CNC可换主轴箱机床

KTM公司的新型CNC可换主轴箱机床兼有加工中心和自动线的特点,是以该公司八0年出品的760型加工中心为基础,采用很多通用部件组成的。该机床不用刀库存储单件刀具,代之以两个能存放十六个多轴主轴箱的鼓轮。这些主轴箱每个重量达一吨,可以按要求自动定位。该设计的优点是将四个自由度的运动引用于多轴加工机床,并和传统的CNC加工中心的柔性结合起来。机床可以迅速安排好程序,从一种工件转为加工另一种工件,能     

进出口独立控制的装载机摇臂液压系统研究

传统的液压装载机常采用单阀芯多路阀来控制执行器的运动,存在进出油口同时节流、节流损失大等不足,特别是对于装载机的摇臂液压缸,其外负载变化频繁且作业工况复杂,使用传统的多路阀控制效果不太理想。针对以上问题,提出一种可用于装载机摇臂液压系统的进出口独立控制策略。利用SimulationX仿真软件建立原装载机机液联合仿真模型,并通过试验验证了所建立装载模型的准确性。在原模型的基础上构建了进出口独立控制的装载机摇臂液压系统,对改进后的摇臂液压系统进行仿真研究。结果表明:新系统的控制方式在能量利用和效率方面更具优势。     

智能划线设备的创新设计

针对现有的划线工序基本采取手工操作,其过程耗时、费力,效率低,设计一种多自由度机构,使划线头和喷墨头具有多个自由度,可在三维空间内实现无死角划线;通过智能控制系统对多自由度机构进行智能控制,使划线操作智能化、自动化。     

液体静压主轴性能分析

介绍液体静压主轴性能数值仿真分析方法,采用基于有限体积法的计算流体动力学软件FLUENT对主轴性能进行预测。通过匹配主轴的节流孔径和油膜间隙等关键结构参数,从而使得相同结构尺寸下主轴的性能达到更优,进而指导主轴的结构设计;通过测试分析液压站供油压力的波动获得主轴承载能力的变化,从而得到主轴回转轴线的偏移量,进而得到压力波动对主轴回转精度的影响。     

基于有限元的140 kN摩擦焊机主轴箱响应面优化分析

以140 kN连续驱动摩擦焊机主轴箱为研究对象,应用有限元分析软件对主轴箱进行了静、动态相关特性的分析。为提高主轴箱综合力学性能,并实现主轴箱箱体材料的合理利用,以箱体壁厚等7个结构参数为设计变量进行了中心复合实验设计。根据得到的数据结果,基于Kriging插值法建立了主轴箱的响应面模型,并对各设计变量进行了灵敏度分析。利用多目标遗传算法完成了主轴箱的优化设计,与原结构方案相比主轴箱箱体减重16.6%,实现了焊机轻量化设计。经过对主轴箱响应面模型拟合精度的校验,验证了CCD实验法与Kriging插值法相结合可高效精准地完成主轴箱响应面模型的建立。因此这一优化方法同样适用于其他类型的机床零部件的设计。     

液压运动控制实验台垂直力控制系统研究

介绍正在实验室使用的液压运动控制实验台的系统组成及工作原理,并着重描述了其闭环力控制系统。针对实际应用的伺服比例阀及液压缸建立了AMESim元件模型,在此基础上给出了闭环力控制系统的AMESim模型。针对该计算机离散力控制系统,分析不同采样时间对系统的影响,并在弹性负载以及非弹性负载两种加载条件下分析动态响应特性曲线,最后加入PID控制器对系统进行了校正,得到较满意的结果。     

两自由度摇摆台耦合动力学建模与仿真

考虑两自由度摇摆台内、外平台的耦合效应以及负载偏心造成的偏载力矩对驱动系统的影响,采用齐次变换方法建立了两自由度摇摆台的动力学模型。驱动系统采用齿轮齿条液压缸,考虑齿条间隙、液压流量非线性等影响,对液压伺服系统进行了仿真分析。仿真结果为驱动、控制系统的设计提供了参考依据。     

锥轴分布式球形柱塞泵润滑性能分析

圆锥轴配流是液压元件中的一种新型流量分配结构设计,它有圆柱轴配流和平面流配流的优点。本文研究了圆锥轴配流的稳态工况及其在变载荷作用下的动态响应。基于特殊的结构形式,建立了球面坐标系下的润滑模型。通过受力分析,建立了锥轴配流在轴向和径向自由度分布的动力学模型。采用数值方法对模型进行求解,得到了包括轴偏心率和分布间隙高度在内的静、动态润滑性能。结果表明,在冲击载荷作用下,轴的偏心距和分布间隙会剧烈振荡,并在短时间内恢复到平衡位置。这种无需外部调整的锥轴配流的润滑方式具有自适应性,对保证球柱塞泵工作的可靠性具有重要意义。     

破拆机器人臂系液压系统能量回收仿真研究

破拆机器人主要采用单泵多执行器负载敏感液压系统,可实现泵输出压力和输出流量与负载的实时匹配,有效提高系统效率,但在做负载及负载差距较大的复合动作时仍有较大能量损耗。为此,提出一种基于变排量调节技术的新型能量回收利用方案,实现在机械臂下降时重力势能的回收和复合动作时压力补偿阀能耗的回收,并在机械臂上升时将回收的能量作为辅助能源加以利用。应用Virtual.Lab Motion和AMESim建立了破拆机器人机电液系统联合仿真模型。仿真结果表明:在不同工况下,该方案的节能效率可达30%～67.6%,且能有效提高机械臂下降时的稳定性。     

基于控制导向模型的液压混合动力车辆能量管理控制研究

为了提高轻型卡车串联型液压混合动力车辆的燃油经济性,提出一种液压混合动力车辆系统控制导向非线性数学模型。该系统数学模型将串联型液压混合动力车辆视为多端输入和多端输出系统:输入由发动机节气门开度、液压泵排量和最大排量以及机械制动转矩组成;输出由发动机速度、发动机转矩、蓄电池压力、车辆速度和燃油流量组成。设计线性二次型积分控制器并且应用于提出的串联型液压混合动力车辆模型上,能够实现低液面控制器输出随动控制。仿真结果表明所设计的数学模型和控制策略能有效节约发动机燃油消耗,操纵性能良好。