为了避免为不同产品设计专用的复杂定位夹具、提高机床柔性化和自动化程度,研究了基于机器视觉的五轴点胶数控机床的工件定位算法.该文提出了一种耦合视觉系统的五轴机床运动学模型标定方法,平均重投影误差达到0.17像素水平.还提出了一种基于五轴机床运动学模型的工件定位算法,并采用机器视觉技术以及非线性优化方法实现了工件定位特征点的加工坐标求解,实验结果表明,通过定位结果求得的定位特征点两两实际物理距离与理论物理距离的平均误差为7.5 μm.

为了提高五轴机床转轴位姿标定的效率,提出了一种基于机器视觉求解双转台五轴机床转轴位姿(转轴向量和轴上一点)的方法.首先通过工业CCD相机拍摄不同转轴下的标定板照片,经过图像处理技术得到相机内外参;然后建立机床几何误差模型得到坐标系间的空间转换关系,从而计算得到转轴位姿在内的机床参数的初始解;最后通过levenberg-marquardt(L-M)算法得出最优的机床参数解值,随后,通过加工点跟随实验验证转轴位姿的精度.实验结果表明,所提出的求解方法满足实际加工精度要求,并且测量方法简单、快速.通过采集不同的标定板采图方式和L-M迭代初始值的仿真实验,验证了此方案具有良好的鲁棒性.

分析SPARTAN6 FPGA芯片加载的原理和过程,设计一种基于Cortex-A8微处理器的FPGA配置接口,详细讨论了FPGA配置方法,各配置引脚的作用,完成了接口硬件原理图设计以及Linux下的驱动和应用软件设计,通过逻辑分析仪采集了配置过程各IO的波形并进行分析.该接口在嵌入式多轴运动控制器上工作良好,稳定可靠,加载完成XC6SLX16 FPGA固件只需要0.46s,可以在Linux下在线甚至远程升级固件,不需要专用FLASH芯片,不占用微处理器专用接口资源.该接口具有可移植性强、稳定可靠等优点,有一定的参考意义.

操作软件是现代电气运动控制系统的重要组成部分.为使人们更加方便地通过运动控制器控制电机进行电气运动,通过研究运动控制系统各部件之间的通信与控制原理,以及运动控制过程中所需功能,基于Qt Creator设计并实现了一款运动编程平台软件,不仅可满足基本操作控制需求,而且具有填表式编程功能.在定制设计的三轴运动控制系统实验台上进行操作测试实验,验证了该编程软件操作的有效性和控制便捷性.

针对工业控制领域中,PID参数整定难的问题,提出基于均值的新型高效自适应惯性系数的粒子群算法,將测定控制系统整体性能的适应度值和决定粒子搜索能力的惯性系数结合,根据不同适应度值选用不同的惯性系数.在Simulink中,将改进的PSO算法运用到PID算法模型优化中,不断测试,得到PID参数性能,直至得到最优参数.将优化的参数与标准粒子群算法作仿真对比,验证该方法对PID控制器参数优化的有效性.