双肘杆压力机误差建模及公差优化分配

近净成形要求压力机具有较高的输出精度,为此需要对其进行精度设计,即建立其误差传递模型,从而经济合理地分配各零部件的精度参数。采用矩阵法构建双肘杆压力机传动连杆误差模型及多体系统理论构建其框架几何误差模型;在此基础上,基于误差独立作用原理建立压力机传动连杆-框架综合误差模型,通过灵敏度分析找到影响其输出精度的关键因素;综合考虑加工成本和机构输出可靠性对关键部件公差进行优化分配,进而给出在各零部件加工及装配中应采取的措施。案例研究结果表明,该方法能够建立压力机传动连杆-框架综合误差模型,优化后各关键部件公差均有所增大,兼顾了经济性能和精度性能。     

八连杆伺服压力机传动机构设计与分析

伺服压力机的八连杆机构具备拉深阶段低速及空载急回特性,不仅降低伺服电机的控制难度,还能提高产品质量与生产效率.本文主要介绍八连杆机构传动原理,根据伺服压力机的技术参数设计了八连杆机构,通过八连杆机构的动力学及运动学分析,得到了八连杆传动机构运动曲线及滑块负荷曲线.最后采用DynaForm软件对侧围板进行模拟.结果表明,八连杆伺服压力机能提供的压力远远超过侧围板成形需要的变形力,设计的八连杆伺服压力机传动方案能够满足典型汽车覆盖件的冲压成形过程;根据八连杆设计参数,该设备能够达到大覆盖件10件/min,小覆盖件14件/min的生产效率,在自动化水平提高的条件下生产效率有进一步提高的空间.     

基于视觉伺服的AGV小车停车精度

视觉伺服的AGV小车系统工作原理做了介绍,并对各个环节的定位误差来源进行了全面的分析。提出了每个影响停车精度因素的解决和避免的方法,确定了视觉伺服系统作为高精度AGV小车的定位导航方式中的关键地位。     

微步进工作台主框架的制造误差分析

分析一种运动解耦的大变形柔性铰链机构的制造误差,通过建立主框架的矢量方程组模型分析制造误差对机构输出角的影响.计算机仿真结果表明,该机构中不同杆件的制造误差对输出误差影响有较大差异,杆件1、3的制造误差对结构运动精度影响较大,而且当输入角变化时杆件1、3的制造误差对输出角影响的非线性程度加强,而杆件6对机构输出精度的影响较小.从而确定出微步进工作台机构制造误差的分配原则.     

整体式转向机构的时变可靠性分析与综合

转向梯形机构的运动精度直接影响到汽车的转向性能。考虑转向机构中存在的不确定性因素,采用机构运动时变可靠性理论对整体式转向机构进行运动分析与综合,提出一种考虑不确定性因素影响下高精度真实转向机构的设计方法。在机构运动分析的基础上,建立了考虑机构构件尺寸为随机性变量的机构运动误差概率模型,推导了转向机构运动时变可靠度分析的解析模型,并由此建立了机构时变可靠度概念下的可靠性综合模型。最后给出数值实例验证了基于机构时变运动可靠性优化综合方法的有效性和稳健性。     

平面并联机构的鲁棒轨迹跟踪控制

为提高并联机构运动精度,以2自由度平面并联机构为模型,研究了提高并联机构轨迹跟踪精度的方法.在机构运动学分析的基础上,应用Lagrange乘子法建立并联机构的动力学模型.利用非线性系统的线性反馈理论,考虑动力学建模的模型误差和外界干扰等不确定因素,提出了一种鲁棒轨迹跟踪控制策略.该控制方法能够保证系统稳定,同时对外界干扰具有抑制作用.仿真表明,鲁棒轨迹跟踪控制可以显著减小跟踪误差,加快误差收敛速度.这种控制策略同样适用于其他类型的并联机构.     

一种高精度无源电阻发生器

针对一般无源电阻发生器存在精度低、稳定性差等问题,提出了一种基于分支定界的高精度无源电阻发生器。模拟各影响因素耦合作用下的实际输出电阻值,确定实际输出值与电阻组合的定量关系,建立电阻输出模拟方程。将模拟方程的求解转化为0-1整数规划问题,并采用分支定界法获得输出值最接近设定电阻值的最优电阻组合,从而有效地减小硬件因素对电阻输出精度的影响。试验结果表明:1.0Ω~1 kΩ分辨力为0.1Ω,1~20 kΩ分辨力为1Ω,系统输出响应时间优于500 ms。本电阻发生器能够满足仪表调校场合对无源电阻器的输出精度要求。     

惯性平台测漂方案的研究

陀螺仪的漂移是空间稳定惯性导航系统的主要误差源,对漂移模型系数的准确辨识是保证系统实现长时间、高精度自主导航的关键.给出了一种利用三轴高精度伺服转台提供多个测试位置,使惯性平台工作在相应位置下,并处于惯性稳定状态的静态6位置测漂方案.三轴转台的使用提高了多位置测量时,平台测漂位置的精确度.建立了包含陀螺仪漂移、地球自转、安装误差角等因素在内的平台漂移数学模型.对平台漂移误差参数的辨识方法进行了阶段性分析,取加速度计和欧拉角的输出作为观测量,建立了平台漂移误差模型的状态方程和输出方程.从理论上分析了影响陀螺安装误差角辨识精度的主要因素,提出了转台相对地面存在角速率条件下的辨识方案改进的思路.     

一种新型并联机构运动可靠性灵敏度分析

运动可靠性是机构动态运动精度的反映,是评价机构质量的重要指标。以往并联机构运动精度分析中,往往忽略输入误差的随机性,造成评价结果不准确。首先基于位置反解和一阶泰勒展开,建立了一种新型并联机构静态位置误差模型。应用误差模型,考虑各个原始输入误差的随机性,推导了机构运动可靠性数学模型,给出了评价机构运动可靠性高低的量度和计算方法。应用解析法灵敏度分析,定量地考察了各个原始误差对机构运动可靠性的影响,给出了求解机构任意点位置误差落入许用精度范围内的可靠度对21个原始误差源的敏感程度的计算方法。运动可靠性灵敏度分析是机构优化设计和精度综合的基础。     

曲柄三角肘杆传动式伺服压力机的控制规划

以肘杆压力机为例,通过在连杆式机械结构基础上引入肘杆式机构代替连杆,增强载荷放大能力,加大空行程回程时滑块的运行速度,结合伺服驱动技术以较大幅度提高伺服压力机的控制性能.研究了肘杆式机构的动力学及运动学特性,提出了三角肘杆机构滑块的几种典型运动模式下对应的控制策略,通过引入伺服压力机负载模拟系统对控制策略进行辅助验证,证明了控制策略的可靠性和有效性.     

仿真转台电液位置伺服系统精度影响因素分析

针对具体的仿真转台电液位置伺服系统,着重分析了液压马达摩擦非线性、框架间动力学耦合、反馈测量元件的分辨率误差和安装误差对转台电液位置伺服系统精度的影响。通过实验和仿真可以看出,摩擦阻碍了转台电液位置伺服系统高精度控制的实现,任何一个框架的运动都会对其余框架的伺服驱动系统产生干扰力矩并引起伺服系统误差,反馈测量元件的分辨率误差和安装误差直接反映在伺服系统输出上,对伺服系统的精度有直接影响。     

基于动态可修调误差放大器的高精度Buck-Boost转换器设计方法

传统的修调方案是通过改变电阻反馈网络的反馈系数来对系统的输出电压进行修调，这种针对于特定输出电压下的反馈电阻修调的方法无法保证配置不同输出电压时的精度. 针对上述问题，本文通过分析环路的工作特点，从固定工作点的误差放大器入手，提出基于动态修调误差放大器电流的高精度Buck - Boost转换器设计方法. 基于0.18 μm BCD工艺对提出的方法进行了具体电路设计与物理实现验证.结果表明，修调电流可以将输出电压±40 mV的输出电压误差降低到±1.83 mV，输出电压精度可以达到0.045 7 %；在输出电压误差满足≤5 mV时，满修调时可实现最大误差62.83 mV的修调.相较于传统结构，修调电压的精度受PVT变化影响较小，极大地改善了系统的输出精度，该方法已在一款Buck - Boost型转换器中得到成功应用.      

冲压速度对铝合金5182-O拉深性能的影响

成形速度不仅关系到生产效率,且对成形质量具有重要的影响。伺服驱动压力机可实现滑块任意运动模式调节与控制,为多样化冲压过程提供可能性。采用传统机械式和恒速成形式2种滑块运动模式,基于Pamstamp有限元仿真确定了板料尺寸、压边力和拉深深度,利用伺服压力机对汽车通用铝合金材料5182-O进行常温下不同速度下的拉深试验。试验结果表明:随着冲压速度增加,拉深件关键圆角区域颈缩及破裂趋势减小,并且冲压力相比于低速成形时减小量可达8.9%。从材料力学属性及润滑状态2个方面进行进一步的分析与讨论,结合有限元计算,对比分析不同冲压速度下所选截面处板料相对于模具的滑动速度,指出局部区域润滑状态的动态变化成为冲压速度影响拉深成形质量的关键因素。     

计算机仿真中确定数学模型的高精度参数

以L-V模型为例,对模型高精度参数的确定方法进行了研究.在考虑观测误差和不考虑观测误差的两种情况下,综合优化规则、运算精度、运算时间,以及仿真机器的性能等各方面因素,设计出高精度参数确定的方法.该方法具有计算速度快、参数精度高等优点,可以推广应用到其他模型中.     

平面轨迹机构多目标的运动精度可靠性评价

提出了一种多尺寸概率综合法,对考虑构件杆长公差和运动副间隙的平面轨迹机构进行了运动学设计.构建轨迹点运动误差的概率模型,以运动精度最大失效概率最小化为目标,将可靠性和运动无缺陷作为性能概率约束,建立了机构运动精度可靠性概率优化设计数学模型,并验证了模型的有效性.在满足给定运动输入输出关系的前提下,优化出了各配合方案的最优杆长及允差等设计参数.根据铰点配合方案及优化获得的杆长尺寸公差均值,得到了不同铰点配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度;结合预估制造成本,进行方案综合评价.研究结果表明铰点B,C,A和D的配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度依次增大.兼顾成本和可靠度,给出了最优设计方案.     

多机构系统输出运动精度模型与影响因素

工程中使用的机械绝大多数是由多个机构组成的复杂传动系统,影响传动系统输出运动精度的因素很多,对其研究很少,针对这一问题,讨论传动系统中各种机构的组合方式、相互排列顺序、各个机构的精度分配、传动比大小等对系统输出精度的影响,提出多机构系统的运动精度模型,并以振动筛机构传动系统为例,对所建模型进行应用,验证了模型的有效性.     

并联机床驱动杆铰链位置误差分析

为提高并联机床运动精度,解决其铰链误差对运动精度的影响问题,以东北大学开发的3-PTP并联机床为分析对象,采用叠加原理,建立三自由度并联机构驱动杆铰链误差模型;采用矩阵范数分析驱动杆铰链误差对动平台终端运动精度的影响规律.分析表明,结构参数λ大,不利于减小工作空间内动平台位置误差的最小值,但对其最大值影响不大.该误差模型的建立为此并联机床进一步优化机构设计参数以及误差补偿奠定了基础.     

并联Stewart机构位姿误差分析

从并联机构与串联机构的运动学等效,并联机构本身特征与并联机构实际工作空间出发,考虑各分支末端误差对最终运动平台末端误差的影响,提出了并联机构位姿误差放大因子分析法·依据位姿误差放大因子具有对误差定量分析的特点,该分析方法既可用于机构参数优化,又可用于结构精度设计·最后,给出了一个实例说明本方法的有效性·     

基于蒙特卡洛方法的滚珠丝杠副运动可靠性分析

对滚珠丝杠副的可靠性分析有利于提高机床的传动精度.用赫兹空间接触理论对滚珠丝杠副的接触变形进行分析,得到了滚珠丝杠副的接触变形量函数.在无法预先确定变形量函数分布类型的条件下,用蒙特卡洛数字仿真方法,实现了滚珠丝杠副运动可靠性分析.用MATLAB生成随机数,并对各参数进行随机抽样,得到滚珠丝杠副的运动误差和运动可靠度值,并得到丝杠各加工尺寸参数精度等级与可靠度的关系曲线.对加工工艺与尺寸误差等因素对滚珠丝杠副运动可靠性的影响作出评价.     

变凸模运动曲线对板料成形极限性能的影响

研究影响板料拉深失稳的因素大都忽略凸模运动曲线对板料成形极限性能的影响,利用伺服压力机可加载任意滑块速度和位移,以筒形件拉深为研究对象,加载了不同的凸模运动曲线,采用ANSYS／LS‐DYNA进行拉深模拟并经实验论证。结果表明,不同的凸模运动曲线对拉深件厚度减薄率分布会产生很大的差异,其中台阶式凸模运动曲线对提高板料极限成形能力最为显著。