三坐标精密运动平台的设计

在超精密切削、磨削、特种加工中,大行程驱动与高精度进给是难以解决的矛盾,也是多坐标超精密加工的难点.本文以三维结构的超精密加工为对象,进行了适合超精密三维结构特种加工运动平台的设计,实现了较大行程的三维精密运动.该精密运动平台也是研制超精密加工机床的基础.     

基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化研究

由于激光增材制造装备具有多维度信息、多流程、多功能、多对象等人机交互特征,导致其人机交互效率低、舒适安全性差,直接影响制件成形质量的稳定性。基于此,提出一种基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化方法。依据双手垂直可达域的舒适性划分人机交互界面可达域等级,构建基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化模型。针对基于域模型构建的多决策变量界面布局模型求解问题,提出一种基于狼群-粒子群算法的混合智能求解算法,将狼群算法的奔走围攻行为机制引入粒子群算法,解决粒子群算法因种群多样性较低而导致计算结果容易陷入局部最优解问题。最后,以LDM4030激光增材制造装备为例,对其人机界面布局进行优化,并进行工效学仿真与眼动试验,结果表明：优化后的人机界面布局在舒适性、安全性以及界面的合理性上都优于原装备的设计,验证了该模型的有效性和可行性。     

卧式车床车削振动主动控制系统设计与实验研究

分析了车削加工时振动的一般模型,并根据不同车削振动来源建立了它们各自的振动力与振动位移关系模型.针对机床运动失衡下的周期性振动,提出了一种振动主动控制方法.设计了基于PID控制算法与超磁致执行器的车削振动主动控制系统.通过数字仿真与现场试验,表明所设计的车削振动主动控制系统能有效地降低车削振动,提高车削加工精度.     

基于高精度运动平台的误差模型构建与分析

机床误差补偿技术是提高机床精度的一种有效的方法。设计了一个用于微细电火花加工的三维精密运动平台设计,完成了平台搭建工作,根据三维大行程运动平台的几何特性,分析了机床存在的空间定位误差,运用齐次矩阵变换,完成了三维微细电火花加工运动平台的误差补偿理论分析,建立了相应的误差模型。计算机软、硬件技术的发展,误差补偿技术因其性价比高、可靠性好日益受到重视,通过合理的补偿,可使被加工零件的精度得到甚至超过数控加工机床本身的精度。     

三维微细电火花加工伺服控制系统设计及实验研究

针对微细电火花加工伺服控制系统的要求,进行了微细电火花加工伺服控制系统总体设计.伺服控制系统特点是执行机构采用步进电机+压电陶瓷的宏微细合式驱动机构,实现了大行程和小步距的有机结合,能够提高电火花加工机床的加工性能.同时Z轴增加一个振动源,实现自动排屑和微调加工间隙.通过实验验证,证明系统运行良好,运动平台能够达到较高的精度,并实现了简单的极微细电火花加工.     

三坐标精密运动平台底座的设计

在超精密加工中，大行程驱动与高精度进给是难以解决的矛盾，也是多坐标超精密加工的难点。文中以建成较大尺度三维结构的制造系统原型机为目标，进行了三坐标精密运动平台底座的设计工作，运用ANSYS软件完成了平台的静态变形和动态特性的分析，通过对平台的设计方案进行比较，完成了运动平台底座的设计。     

压电陶瓷电机驱动的三维微动定位平台及验证

压电陶瓷电机具有高分辨率和压电驱动装置的动态特性,具有体积小、结构紧凑、成本低、输出力大、响应快、精度高、无电磁干扰等特点,但存在滞后误差、垂向位移误差,行程短的问题,尤其在电极损耗后,补偿量增大,严重影响了定位精度和难以满足三维加工的工作要求。该文通过对压电陶瓷电机驱动的百毫米以上超精密加工三维结构平台的性能研究,采用宏微双驱动协调控制,实现大行程和小步距的有机结合,对微动精密工作台性能进行实验,得到了平台运行的特性曲线。结果表明该机构的动态性和稳态性能良好,实现超低速、响应快、超高分辨率、高精度的双向步进运动,可以达到亚微米至纳米量级的定位精度,满足极微细电火花加工的高精度要求,为进一步研究压电陶瓷电机在超精密运动系统的应用、提高系统的定位精度,提供科学依据。     

超精密运动平台主动隔振系统动力学模型理论与实验研究

超精密运动平台振动控制系统是一个带不确定非线性系统.搭建了精密运动平台减振系统,设计了一种以空气弹簧为隔振元件,主/被动隔振在主动隔振和被动隔振之间通过开启电源进行切换的系统,分析并构建了系统的动力学模型,并对平台的主动隔振系统进行测试研究.理论分析和实验结果证实了主动隔振系统可行性,有效提高了加工系统的隔振效果,为平台进行高精密加工提供了保证,同时,为主动隔振系统及相关系统动力学研究提供了一种方法.     

三维纳米定位微动平台的设计与分析

进行了一个用于微细电火花加工的三维精密运动平台设计.对平台的传动方式、布局结构、通信模块等关键环节进行了详细分析,并进行了平台搭建工作,在此基础上测试了平台的性能.试验结果表明,该机构的动态性能和稳态性能良好,实现的双向步进运动可以达到纳米至微米量级的定位精度.     

药品仓库堆垛机与AGV集成调度优化

针对药品仓库药品批次要求严苛、出入库频次较高等原因导致的堆垛机与自动导引小车(AGV)空载率高、效率低等问题,以出入库订单作业总时间最短为目标,建立了适合于药品仓库的堆垛机与AGV集成调度的混合命令序列作业时间模型.针对集成调度模型的组合优化问题,设计了改进的免疫克隆算法,构造改进记忆单元克服了原始免疫克隆算法只记忆单...