为了实现钣材焊接自动线的自动化生产,设计了一套基于WinCC组态软件的过程监控系统。为了保证系统监控的全面性以及防止监控数据的冗余,通过对钣材焊接自动线的生产工艺和监控需求进行分析,确定系统的监控参数;对于钣材焊接自动线订单的多样性问题,利用WinCC组态软件中集成的VBS脚本开发了数据库管理系统;并且针对不同产品复杂工艺参数的设置问题,开发出参数配置功能模块,实现参数的灵活组态。应用表明系统运行良好,能够保证产品质量,提高企业经济效益。

抗性消声器的一个重要缺陷是壳体振动产生的结构声辐射,为了探究其声辐射特性,从而提高使用性能,采用FEM-BEM法对抗性消声器进行了声辐射影响因素分析及优化。首先对抗性单腔消声器分析了不同形状结构、流速及安装约束对其声辐射的影响,结果表明圆形截面扩张腔、内插管式消声器产生的辐射噪声最小;流速增大会使辐射噪声变大;进出口同时约束可降低低频阶段的辐射噪声。其次对抗性多腔消声器进行结构声辐射计算及优化,结果表明通过对振动速度显著部位进行不同方式的组合优化,并增加出口约束,消声器整体辐射声功率级降低18.2dB,降噪效果明显并且传递损失没有受到影响。

针对机械臂关节空间轨迹的时间最优规划问题,提出了基于膜计算-粒子群算法的轨迹规划方法。建立了机械臂关节空间轨迹规划模型,使用3次样条曲线构造了轨迹基元函数。提出了膜计算-粒子群算法,通过设计处理器处理膜传递的信息,通过算法淘汰机制、吞并机制和信息交流机制实现膜间合作,膜内根据不同算法原理各自进行速度和位置更新,最终通过膜计算将多种粒子群算法优势进行融合。经测试函数测试,相比于其他粒子群算法,膜计算-粒子群算法具有最高的搜索精度和最快的收敛速度;同时使用多作用力粒子群算法和膜计算-粒子群算法进行轨迹规划,膜计算-粒子群算法规划的机械臂耗时比另一算法减少了23.99%,充分证明了膜计算-粒子群算法在轨迹规划中的优越性。

针对某款高压油泵泄压阀打开压强测试不良率高的问题,运用六西格玛的DMAIC方法进行系统性分析并提出了解决方案。首先定义输入和输出因子,并运用因果矩阵、潜在失效模式及后果分析对这些因子进行筛选。然后结合Minitab软件开展过程能力、多变异等一系列的分析锁定了两个关键输入因子,即泄压阀弹簧弹性系数测量不准确和出油阀组件压入力过大。再通过方差分析、实验设计等得到弹簧力参考值和出油阀组件润滑参数的最佳设置值。最后运用统计过程控制的方法对关键输入因子所涉及的制造过程进行趋势监控。现场实施结果表明,泄压阀打开压强测试的过程能力指数提高了85.2%,不良率降低了75.5%。该研究为后续类似的质量问题提供了一个高效的解决方案。

在传统的机器人装配系统中,工业机器人只能以固定的姿态装配由输送线输送的工件。这种装配系统,由于物料输送系统误差大,很难满足产品高精度装配要求。随着机器人装配技术的发展,提出了多传感器协助机器人自动装配系统方案,它能有效地降低供料供料系统误差。在这种装配方案中,位移传感器依据零件表面特征快速示教机器人确定初始装配位姿。力传感器依据装配过程中测量的力、力矩信息,引导机器人精调装配位姿。最后结合一实例,来验证提出的装配系统的准确性和实用性。

由于旋转机械工矿复杂,传统的诊断预测方法往往用单通道信息采集,不仅包含大量噪声而且易造成有效信息的缺失,而且例如神经网络等预测方法需要大量的训练样本,不能对故障进行及时有效的诊断和预测。结合隐马尔科夫链(HMM)训练样本少,识别精度高以及全矢信息融合技术克服单通道信息采集不全的优点。提出基于Hilbert-全矢HMM预测方法,首先对双通道信号、分别进行Hilbert包络解调去除噪声,对处理后的、信号进行全矢融合提取主振矢,采用趋势向聚类方法对主振矢信号进行聚类分析,利用GHMM模型与每一类的匹配度作为识别预测结果。并通过对轴承内圈剩余寿命的预测进行验证,其预测精度达到90.64%,表明该方法的有效性。

对于流水线上多类产品不规则混合放置条件下的统计问题,利用基于faster R-CNN和改进的深度卷积网络结合的图像识别方法,实现了对产品的在线分类计数。首先利用faster R-CNN方法获取图像中产品的位置信息,然后用改进的深度卷积网络对图像进行特征提取,将产品区域的位置信息映射到最后一层特征图上,再用ROI池化对产品区域特征进行尺度归一化,把归一化后的产品特征输入softmax分类器识别,从而实现了分类统计。实验结果表明,该方法能够在工业生产中实现多类混线产品在线自动分类统计。

针对一种非完整约束的典型欠驱动系统对象球形机器人,计算系统二阶非线性微分方程形式的动力学模型并验证其正确性,为非线性控制器的设计与研究提供基础。设计一种并联非线性PID控制方法,该方法将球形机器人系统看做两个单输入系统的组合,并针对每个单输入系统设计并联非线性PID控制器。在Simulink仿真实验中,证明了该控制策略能够实现机器人在平衡点附近的平衡控制与运动控制,同时在存在外界干扰情况下该控制器仍具有较好的响应特性和稳定性。

拖拉机田间作业时,不同田地的地头环境存在差异,为了提高无人驾驶拖拉机在不同田地的适应能力,解决无人驾驶拖拉机在有限的转弯空间内,以尽量少的前进后退次数完成符合作业幅宽要求的掉头问题。以后轮驱动前轮导向的拖拉机为研究对象,依据阿克曼转角几何原理,通过对拖拉机车身几何关系的分析建立运动方程。考虑转弯空间限制和作业幅宽要求,以前进、后退交替次数和作业幅宽误差为评判基准,基于Matlab编写了包括搜寻和寻优的转弯路径算法。可以规划出拖拉机地头转弯路径,作业幅宽误差可以保证在合理范围内,结果表明建立的运动方程和算法可行。

以某轻型飞机螺旋桨的选型与安装角选取设计为背景,以该飞机的总体设计要求为依据,对所需螺旋桨的直径和桨叶数进行分析,并基于该分析结果对螺旋桨进行选型。基于所选型号的螺旋桨性能特性数据,结合发动机性能参数求取螺旋桨理论最佳安装角,利用该安装角进行装机试验来确定实际安装角。根据实际工作总结提出了一套轻型飞机的螺旋桨选型与安装设计流程,目前该流程已在某轻型飞机设计中获得应用,可为螺旋桨的选型与安装提供一种有效的技术指导。