發(fā)布時間：2020-07-21 13:31

【摘要】：微沖裁成型技術(shù)在電子制造和生物醫(yī)療等微型零件制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。為了提高產(chǎn)品競爭力,微型零件需具有高效率、低成本的制造方法與技術(shù)。針對以上問題,進(jìn)行微沖裁批量制造系統(tǒng)的研究是十分必要的。開展旨在提高其加工精度、生產(chǎn)效率等方面的研究工作具有重要意義。 本文分析了國內(nèi)外微沖裁成型設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合863項目“基于微塑性成形技術(shù)的微型零件批量制造系統(tǒng)”,進(jìn)行了模態(tài)測試、視覺定位及直線電機(jī)控制方面的研究與實驗。 首先,在有限元分析軟件ANSYS計算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行了模態(tài)測試實驗。實驗采用錘擊法,根據(jù)響應(yīng)信號強(qiáng)弱對不同計算振型采用不同的激勵與響應(yīng)方式。利用計算模態(tài)信息對實驗結(jié)果進(jìn)行鑒別篩選,得出了更接近實際的系統(tǒng)低階模態(tài)頻率值。 其次,針對步進(jìn)電機(jī)平臺進(jìn)給送料工作方式所帶來的零件平移自由度方向定位誤差的問題,進(jìn)行了視覺定位系統(tǒng)與定位方法的設(shè)計與研究。利用圓孔作為定位檢測目標(biāo)。通過采用二維灰度直方圖的圖像分割方法避免了傳統(tǒng)一維直方圖繁雜的分割閾值確定過程。經(jīng)過對四種邊緣檢測算子在定位孔二值圖像上檢測邊緣的細(xì)化處理,確定了最優(yōu)算子及其邊緣檢測閾值。提出了Hough-最小二乘圓圓孔檢測方法,仿真顯示其較傳統(tǒng)Hough變換具有更強(qiáng)的魯棒性。實驗結(jié)果表明該視覺定位方法實現(xiàn)了零件相對定位基準(zhǔn)在平移自由度方向誤差3.5μm內(nèi)的定位。 最后,為了改善直線電機(jī)在短沖程、高速度和高加速度情況下的控制性能,針對原控制系統(tǒng)中速度環(huán)PI控制方法的不足,研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制方法。設(shè)計了以速度差值及其導(dǎo)數(shù)作為狀態(tài)變量的滑模變結(jié)構(gòu)控制器,并通過龍貝格觀測器進(jìn)行擾動補(bǔ)償。在仿真驗證控制器正確性的基礎(chǔ)上進(jìn)行了該控制器在西門子系統(tǒng)中實現(xiàn)方法的研究。利用驅(qū)動控制圖表DCC編程完成了控制器在西門子控制系統(tǒng)速度環(huán)中的集成。經(jīng)過實驗過程中的參數(shù)對比調(diào)整,帶有龍貝格觀測器的滑模變結(jié)構(gòu)控制器實現(xiàn)了近階躍速度信號的無超調(diào)響應(yīng),具有理想的穩(wěn)態(tài)誤差,與PI控制相比過渡過程時間明顯減少。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH16
【圖文】：

圖 2-1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1 Structure of the system模型假設(shè)構(gòu)形狀與連接情況非常復(fù)雜，建立接近真實系統(tǒng)的模準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)部分將導(dǎo)致網(wǎng)格密度劇增，使得計算件條件的約束而無法進(jìn)行。故在模型建立時必須對其設(shè)系統(tǒng)為一定常線性系統(tǒng)，忽略阻尼的影響。系統(tǒng)材料均勻，并且為完全彈性體；于明顯不會影響系統(tǒng)整體強(qiáng)度、剛度的部位，如螺釘孔修正支撐板尺寸，使其左右兩面與主立柱相接；為主立柱焊接質(zhì)量可靠，且不考慮焊縫對力傳遞的影響；定滑塊與導(dǎo)軌為接觸對形式，導(dǎo)軌副為簡單面面接觸，接認(rèn)為是完全粘接在一起的，即忽略它們之間的連接

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文選�。喉敯�、主立柱、底板和支撐板臺為 HT250，沖塊為花崗巖，具體參表 2-1 材料參數(shù)表Table 2-1 Parameter of the materials密度(3kg/m ) 彈性模量(Pa) 7850111.987 107850112.1 107250111.55 102800104.8 10選擇：導(dǎo)軌與滑塊間設(shè)定為接觸對形連接為粘接 glue 形式；式：由于對該實體模型無特殊要求，型如圖 2-2 所示，共計 120266 個單

圖 2-3 系統(tǒng)前四階模態(tài)位移云圖Fig.2-3 Displacement nephogram of the system’s first four order

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本文編號：2764477