检索结果-南通市图书馆

作者：毛鹏广太原科技大学

学位级别：硕士

随着智能电网的快速发展,电力系统对变压器质量的要求也在不断提高。变压器线圈的绕制技术是生产和制造的核心工艺。目前国内广泛使用的是人工绕线机绕制变压器线圈,但是变压器绕组的绝缘性能、匝间间隙、导线压紧力等参数很难被精确地... 详细信息

随着智能电网的快速发展,电力系统对变压器质量的要求也在不断提高。变压器线圈的绕制技术是生产和制造的核心工艺。目前国内广泛使用的是人工绕线机绕制变压器线圈,但是变压器绕组的绝缘性能、匝间间隙、导线压紧力等参数很难被精确地控制,这导致了变压器在运行的过程中经常出现绝缘破损、匝间短路等故障。本文针对此问题,提出了一种变压器绕线机器人工作站的设计方案,并针对工作站中关键电气控制技术进行优化研究,包括开卷机、收卷机的速度控制及张力控制策略;各电机之间的协调控制策略;工作过程中的运动轨迹及姿态控制策略。主要研究内容如下:首先,分析变压器线圈绕制的工艺过程,设计了由自动放卷机、绕组收卷机、排线机械手等设备组成的自动化机器人工作站。重点研究排线机构ABB1200,运用D-H参数法建立运动学模型,对其正逆运动学进行分析,得到关节角度与末端坐标之间的关系矩阵并进行仿真验证。其次,基于偏差耦合控制策略对多电机进行高精度协同运动控制,在MATLAB中验证控制策略的有效性。针对工作站中张力控制系统的时变非线性特点,引入模糊控制思想设计张力控制方案,并与传统PID控制策略进行仿真对比,结果表明模糊PID张力控制系统在不同的参考张力和阶跃干扰下都能保持良好的张力控制效果。最后,设计变压器绕线机器人硬件控制系统,选用正运动控制器、汇川伺服驱动器和ABB1200等搭建硬件系统,基于硬件系统完成排线和张力控制的软件设计,在Visual Studio中设计上位机管理软件,调用MATLAB中的关键算法实现绕制过程的监测和控制。

关键词：绕线机器人模糊PID控制多电机协作张力控制运动学分析

小型电机定子绕线机器人轨迹规划及绕线张力研究

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小型电机定子绕线机器人轨迹规划及绕线张力研究

作者：谢玉苗哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

电机的绕组是能量转换的重要元件,电机的性能与其缠绕质量的优劣息息相关。目前大部分的缠绕方式都以人工缠绕为主,存在缠绕效率和缠绕质量低下,缠绕精度不高,张力不足等问题,容易在使用中产生振动和噪声,甚至把电阻烧毁,对电机使用产... 详细信息

电机的绕组是能量转换的重要元件,电机的性能与其缠绕质量的优劣息息相关。目前大部分的缠绕方式都以人工缠绕为主,存在缠绕效率和缠绕质量低下,缠绕精度不高,张力不足等问题,容易在使用中产生振动和噪声,甚至把电阻烧毁,对电机使用产生不良影响。当采用绕线机器人对电机定子绕组进行绕线时,绕线效率和质量都将有所提高,但绕线轨迹的正确规划以及张紧过程中张力的控制是线圈绕制成功的保障。因此,本文针对这一情况采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方式,对绕线机器人进行绕线和送线的轨迹规划以及张紧过程中漆包线的力学行为进行研究。首先,根据绕线机器人的结构分析整个绕线过程,根据绕线过程,分析在缠绕和送线过程的运动情况;通过对机器人连杆与转角的确定建立相应的连杆坐标系和D-H参数,根据坐标变换和齐次矩阵分析绕线机器人的位姿变化情况,建立机器人的正逆运动学方程并求解。其次,建立绕线过程中的末端缠绕模型,分析其绕线缺陷,并根据缠绕过程中回转运动与进给运动的配合关系,建立末端缠绕的轨迹方程;分别对关节空间轨迹规划和笛卡尔空间轨迹规划进行研究,根据轨迹平滑性原则选用关节空间的五次多项式规划算法进行轨迹规划,利用MATLAB里面的Robotics Toolbox函数与编写程序代码结合的方式,得到各个关节位移、速度、加速度关于时间的平滑曲线。最后,在完成绕线的基础上,利用厚壁筒理论,根据绕线节点为最大受力点原则,建立张力的理论力学模型,并推导出绕线节点环向应力与径向应力的表达式;基于有限元仿真对不同张力下的漆包线进行数值模拟,分析不同张力不同绕线层数下径向应力与环向应力的变化规律,并通过实验验证理论与仿真的正确性。

关键词：绕线机器人定子绕线轨迹规划厚壁筒张力

基于视觉的小型电机定子绕线机器人轨迹规划仿真研究

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基于视觉的小型电机定子绕线机器人轨迹规划仿真研究

作者：王林强哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着“中国智造2025”的提出,电机定子绕线行业也迎来智能化和定制化。目前电机企业定子主要以人工缠绕为主,工人劳动强度高且生产效率及缠绕精度低,无法满足行业多类型的定子绕线智能化生产需求,因此小型电机实现自动化缠绕是目前亟待... 详细信息

随着“中国智造2025”的提出,电机定子绕线行业也迎来智能化和定制化。目前电机企业定子主要以人工缠绕为主,工人劳动强度高且生产效率及缠绕精度低,无法满足行业多类型的定子绕线智能化生产需求,因此小型电机实现自动化缠绕是目前亟待解决的问题。本文针对此问题,设计基于视觉的机器人绕线系统,获得定子的图像特征并进行识别,基于图像特征对机器人的缠绕进行规划,最后在ROS平台中进行仿真验证。绕线机器人系统整体方案设计。根据小型电机定子卡槽小且多相缠绕工艺,设计针绕式机器人缠绕原理,并以此设计基于视觉的绕线机器人整体方案;建立绕线机器人模型,初步确定绕线机器人的大臂、小臂及导针的参数;建立绕线机器人的运动简图,基于D-H法建立的模型进行正运动学求解,分析机器人绕线空间的作业范围,确定导针是否能到达指定目标;利用逆运动学分析机器人所有关节的位姿,通过MATLAB编程获得绕线机器人的运动空间,验证绕线机器人系统结构及运动的正确性。绕线机器人视觉系统设计及分析。依据整体方案建立视觉系统坐标系,从理论上分析标定相机和定子之间的空间几何关系,搭建视觉系统物理样机得到相机与定子的标定参数,同时对各种类型的定子图像进行采集;针对定子图像的尺寸测量和特征提取,依据最小外接矩形法和边缘追踪法设计算法,结合MATLAB编程获得定子图像的特征参量,最终结合已标定参数计算定子尺寸,并与定子实测数据进行对比,用以验证算法的正确性。绕线机器人轨迹规划。基于前述视觉系统提供的定子特征和位置关系制定绕线策略,建立绕线机器人任务模型,确定绕线轨迹序列点,在笛卡尔空间下生成直线和圆弧插补轨迹方程;由于存在轨迹与卡槽接触,采用PRM算法对绕线过程进一步规划。搭建绕线机器人ROS仿真平台,将编写的机器人描述文件在Rviz中可视化,分析绕线机器人各个关节的动作,在Move It Setup Assistant中对绕线机器人运动规划功能包进行配置,通过Move It API接口编写运动控制程序,包括运动规划算法以及在Rivz中添加不同定子模型作为绕线对象。基于前述的笛卡尔轨迹方程,编写程序实现缠绕的直线-圆弧插补轨迹,对机器人缠绕轨迹规划进行仿真,验证系统设计的合理性。通过对基于视觉的小型电机定子绕线机器人轨迹规划问题研究,为小型电机定子缠绕自动化设备提供技术支撑,具有重要的实用价值和现实意义。

关键词：绕线机器人小型定子尺寸特征提取运动规划算法 ROS轨迹仿真

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超粗线高速绕线机器人的研究

超粗线高速绕线机器人的研究

作者：钟源西安理工大学

学位级别：硕士

本文针对电机转子线圈线径粗、折弯困难、空间狭小和需要自由度多的特点,根据仿生学和机器人学的原理,设计制造了一种全新的高速绕线机器人。这套设备能够很好的模仿人的动作。通过优化改进机构和绕线方案,从而能够很好的实现绕线的动... 详细信息

本文针对电机转子线圈线径粗、折弯困难、空间狭小和需要自由度多的特点,根据仿生学和机器人学的原理,设计制造了一种全新的高速绕线机器人。这套设备能够很好的模仿人的动作。通过优化改进机构和绕线方案,从而能够很好的实现绕线的动作,提高生产率和取得良好的经济效益。根据在绕线中出现的实际问题,需要提高高速绕线机器人的精度,从而提高绕线机器人的稳定性。在高速绕线机器人系统中,影响绕线精度的关键构件是机械手机构利拨义机构。冈此本文重点运用机器人的机构精度算法,计算机械手的位置精度:并且计算出漆包线的张力,运用ANSYS软件,仿真拨义机构的变形,进而采取措施,很好的解决了试验中的问题,使绕线机器人运行更加可靠稳定。根据绕线机器人的控制要求,本文提出了工业PC与PLC相结合的主从控制方案,将工业PC强人的数据处理能力利PLC的高可靠性结合在一起,组成高性能的控制系统,并且运用面向对象的C++Builder软什开发了相应的通讯程序,较好地完成了绕线机器人自动绕线的要求,达到良好的效果。

关键词：绕线机器人仿生学机构精度张力 ANSYS仿真主从控制

EE25变压器绕线机器人设计仿真与轨迹规划

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EE25变压器绕线机器人设计仿真与轨迹规划

作者：冯欢西安工业大学

学位级别：硕士

高频变压器是工作频率逾越10kHz电源变压器,它在我们日常生活中使用广泛,小到LED照明,大到一些关系国计民生的行业都离不开高频变压器的使用。而目前在我国企业的实际生产中,存在着如下问题:1)无法真正实现全自动化,多数是半自动化产品... 详细信息

高频变压器是工作频率逾越10kHz电源变压器,它在我们日常生活中使用广泛,小到LED照明,大到一些关系国计民生的行业都离不开高频变压器的使用。而目前在我国企业的实际生产中,存在着如下问题:1)无法真正实现全自动化,多数是半自动化产品。2)现有能够完全实现自动化的绕线设备柔性差,价格过于昂贵。3)现有半自动绕线机仅能完成整圈的圆周缠绕,引脚处的打结动作无法完成,需要人工进行,使其成为一个瓶颈工序。针对以上问题,本文设计了一种绕线装配机器人,联合现有辅助工艺设备,可以实现线圈产品的高效自动化绕制,以解决企业在EE25高频变压器实际生产中存在的瓶颈工序。本文结合企业的实际生产情况,对绕线机器人进行了功能需求分析,完成了高频变压器绕线机器人机械结构的设计。确定了高频变压器绕线机器人的类型和具体传动方案;对绕线机器人各关节结构以及主要零部件进行了设计和选型;并完成了绕线机器人的三维装配模型的建立。在运动学方面,本文运用D-H四参数法对绕线机器人的正逆运动学进行了研究,并使用Robotics Toolbox对绕线机器人的运动学进行了仿真验证并确定出机器人的工作空间。同时,在考虑了打结动作和企业实际情况后,采用基于基于单元精确分解的方法对机器人进行运动规划,为绕线机器人规划出切合实际绕线动作的运动轨迹;并对绕线机器人进行动态仿真,证明了机器人可以在规划的生产节拍内完成作业任务,同时又能够运行平稳,完全满足企业预先提出的功能要求。最后,对绕线机器人的力学性能进行了分析,包括Ⅰ轴传动轴、Ⅱ轴传动轴、大臂、小臂以及绕线机器人的装配体的静力学分析和模态分析,证明其综合力学性能完全满足设计要求。

关键词：高频变压器绕线机器人设计仿真轨迹规划