机器人与智能制造技术的发展思考

在第三届中国机器人峰会暨全球海归千人宁波峰会上,华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室主任丁汉院士的主旨演讲赢来阵阵掌声,他从院士角度高屋建瓴地总结了我国机器人技术发展的现状,指出目前我国机器人技术研究与市场应用面临的关键问题。本刊根据录音整理出文字,以飨读者。     

基于IEEE1451．2标准的网络传感器TMI1451．2—KC

自动化领域广泛使用的网络传感器,不具有互换性,IEEE1451．2标准为控制网络和传感器之间定义了一个标准接口,把对网络的选择和传感器的选择分开,本文在简要回顾传感器发展史的基础上,概述了IEEE1451．2标准的由来,论述了基于IEEE1451．2标准的网络传感器TMI1451．2－KC的结构,功能和应用领域。     

夹具定位分析模型的统计特征及相对误差分析

推导基于距离函数三种夹具定位分析模型的期望和方差.试验表明线性方法低估了工件定位误差,而双边二次方法最确切地反映出工件定位误差,因此双边二次模型的精度高但最复杂,而线性方法分析精度低但最简单.为了折中精度和复杂度,进一步推导双边二次模型与单边二次模型、单边二次模型与线性模型的相对误差与源误差之间的关系,提出三种夹具定位分析模型的选择方法.该方法在确定相对误差水平(即保证夹具定位分析的精度)前提下,依据源误差的协方差选择三种夹具定位分析模型,仿真试验验证了该方法的有效性.     

LabVIEW与Matlab的无缝集成

结合实例详细介绍了LabVIEW与Matlab无缝集成的三种常用方法，即COM组件法、中间文件传递参数法和VC++参数类型转化法。利用这些方法可将两种软件取长补短，且便于软件的发布。     

基于ARM的电参数无线采集系统

介绍了通过ARM芯片实现电参数的无线采集系统。主要阐述了系统软硬件结构以及嵌入式Linux系统中驱动程序的开发过程。该系统以EP9302为核心器件，用MAX1305ECM实现A／D转换．通过基于IEEE802．11b协议的USB无线网卡MA111实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素等电参数的无线传输。     

电子词典词库的压缩技术研究与实现

介绍了一种在TOSHIBA公司的T6B31MCU上设计的多功能电子词典中词库的建立方法，讨论了哈夫曼算法和LZ系列算法，介绍了哈夫曼算法和LZW算法在电子词典字库压缩中的实现，最后比较了这两种方法压缩词库后的结果。     

面向复杂曲面的机器人砂带磨抛路径规划及后处理研究

针对机器人砂带磨抛复杂曲面叶片问题,对叶片内外型面和进排气边的磨抛路径规划及后处理技术进行了研究,对复杂曲面叶片的机器人砂带磨抛路径规划的计算效率及加工效率进行了分析,提出了一种将基于等残留高度法的笛卡尔空间计算的磨抛行距转化为参数域空间的磨抛行距的方法,并将机器人砂带磨抛复杂曲面叶片接触轮的中心坐标位置、支撑轴矢量以及轴线矢量数据后处理为机器人的位姿信息,利用机器人砂带磨抛系统装备实验平台对复杂曲面叶片进行了实际的加工实验。研究结果表明:所提出的刀路规划和后处理技术能够有效地解决机器人砂带磨抛复杂曲面叶片的问题,具有加工路径总长短以及路径条数少的特点,计算简单、加工效率高、加工表面质量好。     

工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性。针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法。以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负输入的整形器,优化控制系统的性能。为验证所提出方法的有效性,应用MATLAB建立仿真分析模型,并采用工业机器人与磨抛加工装置开展实验。结果表明,所提出的改进方法可以实现磨抛加工过渡过程的平滑过渡,减少系统响应时间延迟和加快响应速度,具有较强的鲁棒性和稳定性。     

自适应线性自抗扰控制器的设计

自抗扰控制器对于抑制不确定的扰动有良好的效果,但其控制器参数较多且整定困难。为了实现自适应的线性自抗扰控制器,对线性自抗扰控制器的参数整定策略展开了研究。首先,设计了基于观测误差的线性扩张观测器参数自适应整定算法。接着,设计了自抗扰控制器线性反馈环节的参数的自适应整定算法。最后,利用李雅普诺夫方法,证明上述自适应整定算法得到的参数可以保证扩张状态观测器的观测误差和被控系统最终输出误差都收敛至零。实验结果表明:精密气浮运动平台低速工况下,自适应线性自抗扰控制器的参数在0.8s内即可迅速完成整定计算;线性扩张观测器观测误差绝对值小于2nm;被控精密气浮运动平台的速度波动不大于5%。自适应线性自抗扰控制器实现了控制器参数在线整定,控制器的性能表现满足要求。     

CSP封装Sn-3.5Ag焊点的热疲劳寿命预测

对芯片尺寸封装(CSP)中Sn-3.5Ag无铅焊点在热循环加速载荷下的热疲劳寿命进行了预测.首先利用ANSYS软件建立CSP封装的三维有限元对称模型,运用Anand本构模型描述Sn-3.5Ag无铅焊点的粘塑性材料特性;通过有限元模拟的方法分析了封装结构在热循环载荷下的变形及焊点的应力应变行为,并结合Darveaux疲劳寿命模型预测了无铅焊点的热疲劳寿命.