【摘要】：微沖裁成型技術在電子制造和生物醫(yī)療等微型零件制造領域有著廣泛的應用前景。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。針對以上問題,進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。 本文分析了國內外微沖裁成型設備的發(fā)展現(xiàn)狀,結合863項目“基于微塑性成形技術的微型零件批量制造系統(tǒng)”,進行了模態(tài)測試、視覺定位及直線電機控制方面的研究與實驗。 首先,在有限元分析軟件ANSYS計算結果的基礎上進行了模態(tài)測試實驗。實驗采用錘擊法,根據(jù)響應信號強弱對不同計算振型采用不同的激勵與響應方式。利用計算模態(tài)信息對實驗結果進行鑒別篩選,得出了更接近實際的系統(tǒng)低階模態(tài)頻率值。 其次,針對步進電機平臺進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,進行了視覺定位系統(tǒng)與定位方法的設計與研究。利用圓孔作為定位檢測目標。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變換具有更強的魯棒性。實驗結果表明該視覺定位方法實現(xiàn)了零件相對定位基準在平移自由度方向誤差3.5μm內的定位。 最后,為了改善直線電機在短沖程、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,研究了滑模變結構控制方法。設計了以速度差值及其導數(shù)作為狀態(tài)變量的滑模變結構控制器,并通過龍貝格觀測器進行擾動補償。在仿真驗證控制器正確性的基礎上進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)對比調整,帶有龍貝格觀測器的滑模變結構控制器實現(xiàn)了近階躍速度信號的無超調響應,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。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH16
【圖文】：

圖 2-1 系統(tǒng)組成結構圖Fig.2-1 Structure of the system模型假設構形狀與連接情況非常復雜，建立接近真實系統(tǒng)的模準確，結構細節(jié)部分將導致網(wǎng)格密度劇增，使得計算件條件的約束而無法進行。故在模型建立時必須對其設系統(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；為主立柱焊接質量可靠，且不考慮焊縫對力傳遞的影響；定滑塊與導軌為接觸對形式，導軌副為簡單面面接觸，接認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)大學工學碩士學位論文選�。喉敯濉⒅髁⒅�、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：導軌與滑塊間設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