發(fā)布時(shí)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(jìng)爭(zhēng)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(duì)以上問(wèn)題,進(jìn)行微沖裁批量制造系統(tǒng)的研究是十分必要的。開(kāi)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(guó)內(nèi)外微沖裁成型設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合863項(xiàng)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(cè)試、視覺(jué)定位及直線電機(jī)控制方面的研究與實(shí)驗(yàn)。 首先,在有限元分析軟件ANSYS計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行了模態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用錘擊法,根據(jù)響應(yīng)信號(hào)強(qiáng)弱對(duì)不同計(jì)算振型采用不同的激勵(lì)與響應(yīng)方式。利用計(jì)算模態(tài)信息對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行鑒別篩選,得出了更接近實(shí)際的系統(tǒng)低階模態(tài)頻率值。 其次,針對(duì)步進(jìn)電機(jī)平臺(tái)進(jìn)給送料工作方式所帶來(lái)的零件平移自由度方向定位誤差的問(wèn)題,進(jìn)行了視覺(jué)定位系統(tǒng)與定位方法的設(shè)計(jì)與研究。利用圓孔作為定位檢測(cè)目標(biāo)。通過(guò)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(guò)程。經(jīng)過(guò)對(duì)四種邊緣檢測(cè)算子在定位孔二值圖像上檢測(cè)邊緣的細(xì)化處理,確定了最優(yōu)算子及其邊緣檢測(cè)閾值。提出了Hough-最小二乘圓圓孔檢測(cè)方法,仿真顯示其較傳統(tǒng)Hough變換具有更強(qiáng)的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該視覺(jué)定位方法實(shí)現(xiàn)了零件相對(duì)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(duì)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(jì)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(guò)龍貝格觀測(cè)器進(jìn)行擾動(dòng)補(bǔ)償。在仿真驗(yàn)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(shí)現(xiàn)方法的研究。利用驅(qū)動(dòng)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(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參數(shù)對(duì)比調(diào)整,帶有龍貝格觀測(cè)器的滑模變結(jié)構(gòu)控制器實(shí)現(xiàn)了近階躍速度信號(hào)的無(wú)超調(diào)響應(yīng),具有理想的穩(wěn)態(tài)誤差,與PI控制相比過(guò)渡過(guò)程時(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：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(shí)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(jì)算件條件的約束而無(wú)法進(jìn)行。故在模型建立時(shí)必須對(duì)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(huì)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(duì)力傳遞的影響；定滑塊與導(dǎo)軌為接觸對(duì)形式，導(dǎo)軌副為簡(jiǎn)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�。喉敯濉⒅髁⒅�、底板和支撐板臺(tái)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(duì)形連接為粘接 glue 形式；式：由于對(duì)該實(shí)體模型無(wú)特殊要求，型如圖 2-2 所示，共計(jì) 120266 個(gè)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

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡道春;黃小良;汪超;;CPU連接器端子沖壓工藝分析及高速精密多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代制造工程;2011年06期

2 ;精彩預(yù)告[J];現(xiàn)代制造;2010年41期

3 徐信國(guó);梁翠;王賢瑞;;鐵基粉末冶金閥板的研制及應(yīng)用[J];熱處理技術(shù)與裝備;2011年03期

4 劉曉飛;;接插件端子級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)[J];裝備制造技術(shù);2011年08期

5 耿愛(ài)農(nóng);;打火機(jī)機(jī)殼自動(dòng)沖制裝置的設(shè)計(jì)研究[J];機(jī)電工程技術(shù);2011年05期

6 蔡敏;張東立;;刷子級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J];模具工業(yè);2011年06期

7 李茂廷;宮曉凱;閻化錦;;汽車加強(qiáng)板沖模設(shè)計(jì)[J];模具工業(yè);2011年08期

8 金龍建;;支架自動(dòng)攻絲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J];模具工業(yè);2011年07期

9 鹿新建;朱思洪;何光軍;季亞;張瑩;;多連桿高速壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2011年11期

10 田亞仙;屈亞文;;導(dǎo)電叉多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J];模具工業(yè);2011年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 盧險(xiǎn)峰;;沖裁工藝的演進(jìn)及其派生工藝的沿革[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

2 李同歸;王u&;;不同框架下的視覺(jué)定位[A];全國(guó)第七屆心理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文摘選集[C];1993年

3 胡海東;趙清杰;;機(jī)器人的慣性/視覺(jué)組合定位方法[A];2009年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第七分冊(cè)）[南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（增刊）][C];2009年

4 方剛;雷麗萍;曾攀;;基于Internet的遠(yuǎn)程沖裁件工藝性檢驗(yàn)系統(tǒng)[A];第八屆全國(guó)塑性加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

5 秦麗娟;胡玉蘭;魏英姿;王紅;周越;;基于模型的單目視覺(jué)定位方法研究概述[A];第三屆全國(guó)虛擬儀器大會(huì)論文集[C];2008年

6 李明;;全方位視覺(jué)定位系統(tǒng)標(biāo)識(shí)方位角研究[A];中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

7 呂科陽(yáng);孟Pr;;基于直線的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位方法[A];第十九屆測(cè)控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

8 任鐵玲;胡前勝;傅洪軍;董勝璋;;宮內(nèi)低水平鉛暴露對(duì)大鼠神經(jīng)行為發(fā)育的影響研究[A];中國(guó)毒理學(xué)會(huì)——第一屆全國(guó)中青年學(xué)者科技論壇論文（摘要）集[C];2004年

9 楊寶順;;聚氨酯橡膠沖裁模設(shè)計(jì)的改進(jìn)[A];第八屆全國(guó)塑性加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

10 王曉暉;魏洪興;;機(jī)器人無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及視覺(jué)信息混合定位研究[A];2007年足球機(jī)器人大會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者王華楠;新視覺(jué)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全方位導(dǎo)航[N];中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào);2010年

2 周宜豐;合鍛喜獲單筆最大合同[N];機(jī)電商報(bào);2005年

3 王紅日;德國(guó)大型液壓機(jī)的使用與改進(jìn)[N];機(jī)電商報(bào);2005年

4 詹向暉;管理要精細(xì)化[N];人民政協(xié)報(bào);2003年

5 ;揚(yáng)鍛高速精密壓力機(jī)將亮相京城[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2002年

6 明良;鏈條產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性有待提高[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2003年

7 ;“無(wú)搭邊連續(xù)沖裁六角鋅餅”開(kāi)發(fā)成功[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2002年

8 楊萬(wàn)青;你的VI為什么會(huì)失��？[N];中國(guó)包裝報(bào);2003年

9 本報(bào)記者 杭曉寧 通訊員 李彥明;做中國(guó)精沖技術(shù)的領(lǐng)跑者[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年

10 ;新型框架式快速薄板拉伸液壓機(jī)問(wèn)世[N];今日信息報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 譚啟蒙;基于視覺(jué)定位跟蹤的大型機(jī)械部件數(shù)字化對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

2 楊杰;非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下自主導(dǎo)航系統(tǒng)視覺(jué)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

3 秦泗吉;板材剪切與沖裁加工過(guò)程有限元模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2002年

4 李君蘭;面向芯片封裝的機(jī)器視覺(jué)精密定位系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2010年

5 許海霞;機(jī)器視覺(jué)標(biāo)定與目標(biāo)檢測(cè)跟蹤方法及其應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2011年

6 邵澤明;視覺(jué)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

7 孔凡芝;引線鍵合視覺(jué)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 梁新武;機(jī)械手無(wú)標(biāo)定動(dòng)態(tài)視覺(jué)伺服研究[D];華中科技大學(xué);2011年

9 劉念聰;基于γ射線的管道焊縫檢測(cè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 伍星;微沖裁系統(tǒng)模態(tài)分析及視覺(jué)定位與沖裁控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 黎春宇;視覺(jué)定位技術(shù)在慣性元件測(cè)量中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2012年

3 黃博才;基于機(jī)器視覺(jué)定位的高速絲印機(jī)控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];華南理工大學(xué);2012年

4 唐新莊;基于車載沿主光軸方向序列影像的視覺(jué)定位方法研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

5 王立成;面陣列芯片封裝設(shè)備中的視覺(jué)定位技術(shù)[D];華中科技大學(xué);2004年

6 劉暢;冷凝器清洗移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)定位算法研究[D];湖南大學(xué);2012年

7 王冰;凝汽器銅管的視覺(jué)定位方法研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2009年

8 劉璇;護(hù)理機(jī)器人系統(tǒng)中視覺(jué)定位方法的研究與設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

9 沈曉玲;三維沖裁模具標(biāo)準(zhǔn)件的建庫(kù)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];中南林學(xué)院;2003年

10 尹志生;基于視覺(jué)定位的換向器刻槽關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2764477