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基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统
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作者 殷光淼 朱国力 +1 位作者 谢哲 王一新 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期811-824,共14页
为解决当前盾构换刀机器人缺乏有效监控方式的问题,设计了基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统。系统通过Unity3D仿真平台构建孪生模型,利用机器人运动学模型在实时数据驱动下映射物理实体的运动状态,实现换刀机器人可视化监控,并... 为解决当前盾构换刀机器人缺乏有效监控方式的问题,设计了基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统。系统通过Unity3D仿真平台构建孪生模型,利用机器人运动学模型在实时数据驱动下映射物理实体的运动状态,实现换刀机器人可视化监控,并利用虚拟现实技术提高系统沉浸性和可交互性。同时,针对有限元仿真软件获取力学数据的方式耗时较长、难以满足监控系统实时性要求的问题,构建了基于BP神经网络的换刀机器人力学数据监测模型,可快速获取末端执行器的应力和形变数据以保证系统安全性。最后,开发了盾构机换刀机器人数字孪生监控系统原型样机,验证了所提监控系统的有效性和可行性。 展开更多
关键词 数字孪生 盾构换刀机器人 BP神经网络 机器人监控系统
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钢拱架铰接孔视觉定位方法研究
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作者 黄海 朱国力 +1 位作者 陈向阳 彭丹丹 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期276-279,共4页
针对钢拱架自动化拼接过程中需要对钢拱架铰接孔进行定位的实际问题,设计了一种基于双目视觉的钢拱架铰接孔定位方法。首先通过模板匹配对钢拱架铰接孔进行初定位,找到感兴趣区域;采用一种新的自适应阈值算法计算阈值,对感兴趣区域进行... 针对钢拱架自动化拼接过程中需要对钢拱架铰接孔进行定位的实际问题,设计了一种基于双目视觉的钢拱架铰接孔定位方法。首先通过模板匹配对钢拱架铰接孔进行初定位,找到感兴趣区域;采用一种新的自适应阈值算法计算阈值,对感兴趣区域进行二值化处理;利用边缘检测和最小二乘法提取得到铰接孔椭圆轮廓特征;然后找到椭圆轮廓上特殊的两条弦,根据空间几何关系,计算空间圆平面的法向量;利用消影线和椭圆参数矩阵,计算铰接孔圆心在图像上的实际投影点;最后基于双目视觉成像模型计算铰接孔圆心的精确空间坐标。实验证明,本方法可实现钢拱架铰接孔高精度定位,满足实际工业需求,为钢拱架自动化拼接提供技术支撑。 展开更多
关键词 铰接孔定位 双目视觉 模板匹配 二值化 椭圆检测 空间圆投影
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基于PSD的角度测量系统 被引量:19
3
作者 朱国力 吴学兵 邹万军 《电测与仪表》 北大核心 2006年第1期29-32,共4页
本文主要对盾构导向系统的重要组成部分电子激光标靶进行了研究。在讨论了平行光束经过凸透镜聚焦后在焦平面上汇聚点位置与入射角关系的基础上,本文研究了通过PSD传感器和处理电路测量汇聚点位置进而得出入射光角度的方法,对影响测角... 本文主要对盾构导向系统的重要组成部分电子激光标靶进行了研究。在讨论了平行光束经过凸透镜聚焦后在焦平面上汇聚点位置与入射角关系的基础上,本文研究了通过PSD传感器和处理电路测量汇聚点位置进而得出入射光角度的方法,对影响测角精度的因素和解决方法进行了讨论,最后对测角原型系统进行了试验研究和精度分析。实验结果表明,测量范围在-5°~+5°时,精度为0.56mrad,满足盾构导向精度要求。 展开更多
关键词 PSD ELS 测角系统 姿态测量
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七轴五联动螺旋桨加工机床控制系统关键技术 被引量:9
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作者 朱国力 龚时华 李斌 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期77-79,共3页
为解决大型螺旋桨加工车铣复合机床的控制问题,提出了基于运动控制器和以太网的开放式数控系统体系结构,其上位机采用通用的工业计算机,下位机采用高性能运动控制器.进而提出了基于坐标映射的插补算法,通过将真实的3旋转2直线坐标系和... 为解决大型螺旋桨加工车铣复合机床的控制问题,提出了基于运动控制器和以太网的开放式数控系统体系结构,其上位机采用通用的工业计算机,下位机采用高性能运动控制器.进而提出了基于坐标映射的插补算法,通过将真实的3旋转2直线坐标系和虚拟的3直线2旋转的标准坐标系的双向映射和通用的插补算法的集成,完成了4旋转2直线的特殊机床结构的插补算法;采用双电机同步耦合驱动技术,消除大型回转工作台传动间隙,确保工作台精确跟踪插补结果,控制两台电机分别驱动工作台的两个方向运动,同时通过其产生的反向张力使得两台电机的传动链按照规定方向绷紧,可以有效地消除机械间隙. 展开更多
关键词 螺旋桨加工 五轴联动 消除间隙 开放式数控
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基于工业PC的数控系体系结构研究 被引量:16
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作者 朱国力 冯清秀 +1 位作者 黄胜 段正澄 《机械工业自动化》 北大核心 1995年第4期25-27,39,共4页
工业PC具有许多优点,已在工业自动化领域得到了越来越多的应用。本文讨论一种模块化、开放式的基于工业PC的数控系统体系结构。它充分发挥了工业PC的功能模块丰富及和流行的主流个人电脑完全兼容的特点,使得用户可以自由扩展硬... 工业PC具有许多优点,已在工业自动化领域得到了越来越多的应用。本文讨论一种模块化、开放式的基于工业PC的数控系统体系结构。它充分发挥了工业PC的功能模块丰富及和流行的主流个人电脑完全兼容的特点,使得用户可以自由扩展硬件和软件结构,以满足不同的要求。 展开更多
关键词 数控机床 工控机 体系结构
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三维激光切割数控系统的示教及插补算法研究 被引量:2
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作者 朱国力 周祖德 +2 位作者 黄胜 龙毅宏 段正澄 《重庆大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1995年第6期46-52,共7页
系统介绍了针对两种加工对象——空间曲面和任意平面的激光切割程序的示教生成方法;讨论了基于映射法的空间圆弧插补算法和对旋转影响的补偿控制算法相结合而得出的五轴联动插补算法。实践证明基于这些算法的新型五轴联动激光切割加工... 系统介绍了针对两种加工对象——空间曲面和任意平面的激光切割程序的示教生成方法;讨论了基于映射法的空间圆弧插补算法和对旋转影响的补偿控制算法相结合而得出的五轴联动插补算法。实践证明基于这些算法的新型五轴联动激光切割加工控制系统可以保证空间激光切割加工有效进行。 展开更多
关键词 激光切割 插补 示教 数控系统
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基于圆心角分割的椭圆插补算法研究 被引量:9
7
作者 朱国力 段正澄 +1 位作者 黄胜 龙毅宏 《机械工业自动化》 北大核心 1996年第1期41-43,共3页
在分析了基于圆心角分割的圆弧时间分割法插补算法的基础上,讨论了一种新的基于圆心角分割的椭圆插补算法,该算法具有运算简单、插补精度高、使用方便等优点;同时它也包括了圆弧的时间分割法插补算法。本文还进行了插补误差分析,同... 在分析了基于圆心角分割的圆弧时间分割法插补算法的基础上,讨论了一种新的基于圆心角分割的椭圆插补算法,该算法具有运算简单、插补精度高、使用方便等优点;同时它也包括了圆弧的时间分割法插补算法。本文还进行了插补误差分析,同时给出了实现框图。 展开更多
关键词 计算机数控 插补 时间分割法 数控机床 圆心角
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基于神经网络的激光切割加工工艺优化建模及工艺参数自动选取系统的研究 被引量:7
8
作者 朱国力 段正澄 +2 位作者 龙毅宏 冯清秀 黄胜 《机械工业自动化》 北大核心 1995年第4期21-24,共4页
本文讨论了激光切割加工工艺特征及其相关工艺参数对加工质量的影响,介绍了以BP神经网络为基础的专家系统的特点,在此基础上建立了激光切割加工工艺参数模型,它具有自学习、易扩展、易使用等优点,用户可以通过用优化后的工艺参数... 本文讨论了激光切割加工工艺特征及其相关工艺参数对加工质量的影响,介绍了以BP神经网络为基础的专家系统的特点,在此基础上建立了激光切割加工工艺参数模型,它具有自学习、易扩展、易使用等优点,用户可以通过用优化后的工艺参数样本对此模型进行训练可以自动生成激光切割加工工艺数据选择专家系统。 展开更多
关键词 激光切割 神经网络 专家系统
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激光切割中的焦点位置检测方法研究 被引量:7
9
作者 朱国力 段正澄 龚时华 《制造业自动化》 2000年第12期33-35,38,共4页
激光焦点位置检测与跟踪技术是激光加工的关键技术之一,本文讨论了激光切割加工系统中焦点位置误差的产生和常用的两种检测系统的组成原理及其使用中的优缺点,分析了切割过程中等离子云对电容传感器的干扰机理,进而提出了两种有效的... 激光焦点位置检测与跟踪技术是激光加工的关键技术之一,本文讨论了激光切割加工系统中焦点位置误差的产生和常用的两种检测系统的组成原理及其使用中的优缺点,分析了切割过程中等离子云对电容传感器的干扰机理,进而提出了两种有效的解决方法。 展开更多
关键词 激光加工 传感器 焦点跟踪
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旋转式头部伽玛刀控制系统 被引量:5
10
作者 朱国力 张晓光 段正澄 《中国医疗器械杂志》 CAS 2001年第2期75-78,共4页
在分析了旋转式头部伽玛刀对控制系统特殊要求的基础上 ,讨论了采用双PLC和运动控制器构成的开放式体系结构的控制系统的硬件和软件的组成、特点 ,并介绍了保护病人。
关键词 伽玛刀 运动控制器 PLC
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基于工业PC的激光切割加工控制系统 被引量:5
11
作者 朱国力 马德华 周祖德 《机械工业自动化》 北大核心 1994年第2期35-39,共5页
本文分析了激光切割加工的特点及其对控制系统的要求,在此基础上介绍了一种基于工业PC的激光切割加工控制系统的硬件的构成及软件设计思想。
关键词 激光切割 切割机 控制系统 微机
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基于激光测距的三维激光切割加工法矢获取系统 被引量:1
12
作者 朱国力 谢耀辉 +1 位作者 杜润生 段正澄 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期205-208,共4页
为提高激光加工中示教录返编程的精度和效率,克服原有系统在结构上的限制和操作上的不足,采用借机测量系统的概念,提出了基于激光测距的三维激光加工示教编程系统,通过保证三维曲面上点的精确测量来实现其所需加工信息的测量,并对... 为提高激光加工中示教录返编程的精度和效率,克服原有系统在结构上的限制和操作上的不足,采用借机测量系统的概念,提出了基于激光测距的三维激光加工示教编程系统,通过保证三维曲面上点的精确测量来实现其所需加工信息的测量,并对三维曲面上自由轨迹的示教编程进行了详细的探讨。 展开更多
关键词 激光测距 借机测量系统 曲面法矢 示教录返编程 激光切割
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现代数控系统的特点和发展方向 被引量:9
13
作者 朱国力 段正澄 《机械与电子》 2001年第1期52-54,共3页
现代数控系统的发展就是要提高数控机床的生产能力。本文在研究分析世界上著名数控公司的最新产品和技术文献的基础上 。
关键词 数控机床 开放式数控系统 人机界面 可集成性 CAD CAM
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基于MACRO总线的开放式凸轮轴磨床数控系统 被引量:2
14
作者 朱国力 龚时华 段正澄 《制造业自动化》 2000年第8期32-34,共3页
本文主要讨论基于MACRO总线的开放式凸轮轴磨床数控系统的硬件、软件结构及基于恒线速插补算法的实现。该系统采用高速DSP作为伺服控制核心 ,通过MACRO高速光纤网将工业PC和下位控制系统联接。在工业PC上采用保证恒线速的磨削点搜索算... 本文主要讨论基于MACRO总线的开放式凸轮轴磨床数控系统的硬件、软件结构及基于恒线速插补算法的实现。该系统采用高速DSP作为伺服控制核心 ,通过MACRO高速光纤网将工业PC和下位控制系统联接。在工业PC上采用保证恒线速的磨削点搜索算法离线完成从凸轮升程或型线参数到每个插补点的计算工作 ,再将插补结果进行样条拟合 ,输入到基于DSP的下位控制系统 ,控制系统根据样条曲线控制砂轮进给和工件主轴的协调运动 。 展开更多
关键词 非圆磨削 MACRO 凸轮磨磨床 汽车 数控系统
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盾构自动导向系统的误差分析 被引量:7
15
作者 朱国力 吴学兵 潘明华 《中国市政工程》 2006年第1期44-47,共4页
盾构机隧道施工的自动导向系统,采用全站仪和激光标靶相结合的自动测量技术。为了确保导向系统测量精度达到施工测量的精度要求,必须对自动导向系统的测量误差进行分析。通过盾构切口中心坐标的求取、系统各元器件的测量误差的介绍,对... 盾构机隧道施工的自动导向系统,采用全站仪和激光标靶相结合的自动测量技术。为了确保导向系统测量精度达到施工测量的精度要求,必须对自动导向系统的测量误差进行分析。通过盾构切口中心坐标的求取、系统各元器件的测量误差的介绍,对激光标靶安装位置的确定进行了讨论,并进一步对测量误差作了数学分析,得到该导向系统的测量精度在10mm以内,可满足工程要求。 展开更多
关键词 盾构 自动导向系统 误差分析
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MACRO协议及在开放式数控中的应用 被引量:1
16
作者 朱国力 段正澄 《制造业自动化》 2000年第9期23-25,共3页
MACRO(MotionandControlRingOptical)是美国DeltaTau公司为运动控制系统开发的以光纤或双绞线为介质的高速通讯协议,具有速度高、可靠性好、对用户透明等优点,并得到了世界上多家伺服、PLC及其它自动化产品制造商的支持。本文主要介绍... MACRO(MotionandControlRingOptical)是美国DeltaTau公司为运动控制系统开发的以光纤或双绞线为介质的高速通讯协议,具有速度高、可靠性好、对用户透明等优点,并得到了世界上多家伺服、PLC及其它自动化产品制造商的支持。本文主要介绍MACRO通讯协议及其在3维激光加工设备中的应用。 展开更多
关键词 现场总线 运动控制 开放式 MACRO协议 数控系统
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用Pro/ENGINEER进行多段多头螺旋齿面端面凸轮的精确建模 被引量:2
17
作者 朱国力 王成刚 +1 位作者 张佑林 李默神 《CAD/CAM与制造业信息化》 2006年第8期44-47,共4页
本文通过对多段多头螺旋面端面凸轮齿面方程的分析和处理,以及对Pro/ENGINEER软件的参数化曲线和曲面建模功能的运用。以活齿端面谐波齿轮传动机构的波发生器端面凸轮为例,阐明了Pro/ENGINEER软件在实现满足复杂运动规律的空间曲面立体... 本文通过对多段多头螺旋面端面凸轮齿面方程的分析和处理,以及对Pro/ENGINEER软件的参数化曲线和曲面建模功能的运用。以活齿端面谐波齿轮传动机构的波发生器端面凸轮为例,阐明了Pro/ENGINEER软件在实现满足复杂运动规律的空间曲面立体的精确建模方面的应用。 展开更多
关键词 PRO/ENGINEER软件 端面凸轮 精确建模 螺旋齿面 齿轮传动机构 齿面方程 曲面建模 波发生器 曲面立体
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钢铁企业物流信息化系统风险的研究 被引量:1
18
作者 朱国力 严胜 《微计算机信息》 北大核心 2007年第27期1-2,96,共3页
本文将属性综合评估法和层次分析法(AHP)结合起来应用于钢铁企业信息系统安全风险的评估领域,为信息系统安全风险程度的评估提出了一种科学、有效、准确的方法,对于现代钢铁企业信息系统的安全性的动态管理有着积极的意义。
关键词 属性综合评估 信息系统 信息风险
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基于运动控制器的开放式激光焦点位置控制系统 被引量:4
19
作者 朱国力 段正澄 《锻压机械》 2000年第1期51-52,共2页
激光切割焦点位置自动跟踪系统的控制精度直接影响着激光切割加工的质量。电感式LVDT传感器或电容传感器与单片机构成的控制系统存在着抗干扰能力较低、动态响应品质较差、开放程度差等缺点。本文介绍一种用数字式光码盘和运动控制器构... 激光切割焦点位置自动跟踪系统的控制精度直接影响着激光切割加工的质量。电感式LVDT传感器或电容传感器与单片机构成的控制系统存在着抗干扰能力较低、动态响应品质较差、开放程度差等缺点。本文介绍一种用数字式光码盘和运动控制器构成的控制系统 ,采用通用的运动控制器作为控制系统 ,提高系统的控制品质、开放性、稳定性、可靠性 ,可以有效地解决上述问题。 展开更多
关键词 运动控制器 焦点跟踪 开放式 控制系统 激光切割
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盾构姿态测量中基于边缘检测的中心定位算法 被引量:3
20
作者 朱国力 陈沛东 《机械工程与自动化》 2014年第5期39-41,共3页
振动对盾构测量系统的影响较大,提出了基于光阑的测量方案对原系统加以改进。鉴于光斑存在随机噪声污染,采用中值滤波技术,有效地降低了其对光斑中心定位的影响。对多种边缘检测算子作了比较研究,并利用其对激光光斑进行边缘检测,实现... 振动对盾构测量系统的影响较大,提出了基于光阑的测量方案对原系统加以改进。鉴于光斑存在随机噪声污染,采用中值滤波技术,有效地降低了其对光斑中心定位的影响。对多种边缘检测算子作了比较研究,并利用其对激光光斑进行边缘检测,实现了聚焦光斑的准确定位。 展开更多
关键词 盾构 姿态测量 图像滤波 边缘检测 定位算法
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