基于面结构光投影法的刀具几何参数测量研究

先进制造技术中高效切削刀具的几何形状与几何参数是否合理直接影响刀具的使用寿命以及产品的加工质量,针对这个问题,采用面结构光投影法对高效切削刀具的几何参数进行非接触式测量,此方法不仅能够准确重建出用于其几何参数测量的刀具三维模型,还能够直观反映刀具表面有无缺陷。主要对面结构光投影法基本思想、测量系统数学模型和点云旋转拼接进行了研究,并给出了刀具转台坐标系和CCD摄像机成像坐标系之间的变换关系,并对直柄麻花钻进行测量实验,实际结果测量结果的比较表明面结构光投影法可有效对刀具进行测量,且测量精度较高。     

基于面结构光投影法的刀具轮廓尺寸非接触测量技术研究

针对刀具的几何形状和轮廓尺寸对刀具的使用寿命和产品的加工质量有直接影响,提出采用面结构光投影法对刀具轮廓尺寸进行非接触测量,该方法不仅可以准确获得刀具轮廓的深度信息,同时能直观反映出刀具表面本身有无缺陷。文中开展了面结构光投影法的测量原理、测量系统的数学模型以及刀具点云拼接方法的研究,给出了刀具转台坐标系与摄像机成像坐标系间的转换关系。以通用的麻花钻头为例进行实际测量,实验结果表明:该方法可以很好地获取钻头的几何形状及轮廓尺寸,其测量误差在0.07 mm左右,可行性较高。     

SMT模板检测系统及误差校正方法

为了实现表面贴片技术(SMT)模板的高精度自动光学检测,提出了一种检测系统及对应的误差校正方法,提高了系统的检测精度;该方法首先由激光跟踪仪测量CCD相机的位置误差,之后采用移动最小二乘法拟合误差曲面,从而可对CCD相机的任意位置进行校正误差,并与样条插值法进行对比证明了本方法的优点;而系统在检测前需对SMT模板进行定位,每次的定位误差均不同,该误差由SMT模板的Mark点得出,并根据所求得的误差值经过齐次坐标变换从而校正SMT模板的定位误差;经实验验证系统在经过误差校正后对SMT模板上通孔的测量误差在0.032 mm以内,满足SMT模板的检测要求;故该系统可快速、精确、非接触地检测SMT模板,可有效提高PCB板的质量。     

基于模糊PID算法的高精度转台控制系统研究

以高精度转台控制系统为研究对象,围绕其控制框架与策略,提出基于模糊PID的直接闭环控制方法。建立步进电机模糊PID控制模型,对系统进行MATLAB仿真分析,验证了模糊PID控制在步进电机直接闭环控制系统中的优越性;为了解决传统控制方式中步进电机丢步、转台启动抖动和运行漂移等问题,以绝对光栅尺位置误差和误差率作为输入量进行了闭环模糊PID控制,进一步减小了误差。实验结果表明:该方法在提高回转定位精度方面具有显著的优势,同时保证了系统的可靠性。     

3-PRPR柔性并联机构的工作空间分析

介绍了一类新颖的空间柔性并联机构,基于"伪刚体模型"理论建立其运动学逆解模型.通过选择合适的压电陶瓷驱动器、弹性铰链和材料,确定由压电陶瓷驱动范围及各位置上柔性铰链允许转角范围所限定的约束条件,进行了相应的工作空间分析,给出了机构可迭工作空间的可视化描述.利用有限元方法考察了所设计柔性并联机构的性能,仿真试验验证了所建运动学模型的正确性.     

SVPWM技术在PCB雕刻机电主轴调速中的应用

在介绍电压空间矢量PWM原理的基础上,给出PCB雕刻机电主轴变频调速系统的结构,用TI公司的TMS320F2812数字信号处理器实现了空间电压矢量PWM变频调速算法,并将其应用于PCB板雕刻机电主轴变频调速系统中.实验结果表明,基于数字信号处理器的空间电压矢量PWM技术非常适合高速电主轴的调速控制,算法易于实现,系统运行稳定可靠.     

基于模糊控制的移动机器人路径跟踪

建立了履带式移动机器人的数学模型.模仿人工驾驶过程中的预瞄行为,提出了一种移动机器人路径跟踪的模糊控制方法.用距离误差和预瞄角度误差作为控制量建立角速度控制器,实现对匀速行驶移动机器人的路径跟踪控制.LabVIEW仿真结果表明,提出的模糊控制方法能够保证移动机器人快速、准确的沿规划路径行驶,具有良好的鲁棒性.     

基于虚拟仪器的管道环焊机器人测控系统

本文建立了基于虚拟仪器的管道全位置环形焊接机器人测控系统.在分析管道焊接机器人特点的基础上,设计了由PC和NI-PCI7344、NI-DAQ6015以及图像采集卡等组成的硬件系统结构,采用LabVIEW编程平台编制测控系统软件.实验表明该,该测控系统运行稳定可靠,可以适应复杂地形处油气管道的全位置环形焊接.     

基于传感器阵列的机械故障声源定位系统

传统的机械故障诊断系统需要在被监测本体上安装传感器,只能定点定性监测,无法大范围监测,且可移植性差、智能性弱。针对此问题设计了基于四元声学传感器阵列的故障声源定位系统,能实现故障声源的识别及定位。首先,通过声学传感器采集机械设备运行过程中的声音信号,提取其Mel频率倒谱系数。然后,经BP神经网络对声音信号进行识别判断,若为故障声则采用广义互相关算法计算其时间延迟,进行定位。利用该系统对台式钻床空转、正常、磨损、崩刃四种工况进行识别定位测试,实验结果表明,该系统的工况识别准确率可达到89%,故障声源定位精度误差在6cm以内,具有较好的故障声源识别及定位功能。