《解耦式振動傳輸系統機電一體化建模與控制技術研究》是依託東南大學，由韓良擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：解耦式振動傳輸系統機電一體化建模與控制技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：韓良
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
工件定向與傳輸是實現製造業生產自動化的關鍵技術之一。振動傳輸是實際生產中最重要的一種定向與傳輸方法，廣泛套用於電子元件製造等許多行業。隨著我國工業自動化進程的迅猛推進，傳統振動傳輸方式的不足越來越明顯,其送料率低下，堵塞率高等問題已嚴重阻礙生產自動化進程。針對這一問題，本項目組於1998年首次提出解耦式振動傳輸（Decoupled Vibratory Feeding）概念，目前已得到國內外同行的認可，並在生產中初露鋒芒。本項目擬針對解耦式振動傳輸系統的機電一體化建模與控制技術等問題進行深入研究，為該技術的大規模套用打下堅實的理論基礎。本項研究中，擬將工件運動、料斗振動及電氣驅動綜合考慮進行機電一體化建模，對機械結構進行最佳化，並對相關控制技術進行深入研究，尋求激振波形、相位和頻率的最佳組合，實現電能、磁能到機械能的高效轉換，以獲得最佳傳輸效果，為解耦式振動傳輸的標準化設計提供科學依據和保障。
結題摘要
工件定向與傳輸是實現製造業生產自動化的關鍵技術之一。振動傳輸是實際生產中最重要的一種定向與傳輸方法，廣泛套用於電子元件製造等許多行業。隨著我國工業自動化進程的迅猛推進，傳統振動傳輸方式的不足越來越明顯,其送料率低下，堵塞率高等問題已嚴重阻礙生產自動化進程。針對這一問題，本項目組於1998 年首次提出解耦式振動傳輸（Decoupled Vibratory Feeding）概念，並相繼於2001年首次將解耦式振動傳輸裝置與機器視覺、振動感測器以及計算機控制系統集成在一起，提出一種全新的智慧型化柔性振動傳輸系統（Sensor-based Flexible Vibratory Feeding System），目前已得到國內外同行的認可，並在生產中初露鋒芒。 目前對於解耦式振動傳輸系統研究的核心問題主要在於對料斗的建模、結構最佳化和控制技術等方面，針對這些問題，本項目主要在以下幾個方面進行了研究： 1.對解耦式振動傳輸系統進行機電一體化建模。機電一體化建模對象包含機械部件建模和電氣部件建模。機械部件建模包含振動料斗建模和工件建模；電氣部件建模包含電磁鐵建模、功率放大電路建模和感測器建模。詳細分析工件在料槽中的運動形式，並用C++對工件傳輸速度進行仿真計算。搭建了相關實驗平台，實驗結果驗證了建模仿真的正確性。 2.詳細闡述了振動料斗的振動參數和機械結構，根據共振原理，探討了振動料斗機械結構的設計最佳化方案，並給出了主要參數的設計和計算方法。 3.驅動控制系統以料槽振幅為控制對象，由計算機DA轉換卡產生正弦波經功率放大和半波整流後驅動振動料斗，感測器採回振動信號濾波後經AD採樣輸入到計算機，用PID算法補償反饋控制振動料斗。整個系統實現閉環控制。 4．對不同激振信號的驅動效果進行研究，重點分析半方波、半三角波以及半正弦波這三種波形，並獲得了最優激振波形。實驗結果驗證了仿真計算的正確性。 本項目經過三年的研究，已經成功將工件運動、料斗振動及電氣驅動綜合考慮進行機電一體化建模；成功對機械結構進行最佳化，並對相關控制技術進行深入研究；對激振波形、相位和頻率的最佳組合，實現電能、磁能到機械能的高效轉換以獲得最佳傳輸效果做了大量研究，為解耦式振動傳輸的標準化設計提供科學依據和保障。此外，本項目還對機器視覺在振動傳輸系統中套用和圓盤式振動料斗底盤與側壁切割裝置進行了初步探索。
