1037871數(shù)控設(shè)備中編碼器的應(yīng)用與維修

1037871數(shù)控設(shè)備中編碼器的應(yīng)用與維修AFM60A-S1AA004096相對(duì)于正交坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有測(cè)量范圍大、方便攜帶、測(cè)量效率高等優(yōu)點(diǎn),然而由于其串聯(lián)式的機(jī)械結(jié)構(gòu),使得誤差逐級(jí)傳遞并且累積放大,導(dǎo)致測(cè)量精度不高,無(wú)法滿足一些實(shí)際工程的需求,限制了其在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。因此,提高測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度是急需解決的問(wèn)題之一。研究發(fā)現(xiàn)在關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量空間中存在誤差較小的量區(qū),對(duì)小的實(shí)測(cè)對(duì)象在此區(qū)域內(nèi)測(cè)量可以使得測(cè)量精度得到一定的提高,本文圍繞圓編碼器誤差,提出了求解測(cè)量區(qū)及使測(cè)量區(qū)位于易于操作的區(qū)域的方法。根據(jù)關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量模型,建立了關(guān)于圓編碼器誤差的測(cè)量機(jī)誤差模型。利用光電自準(zhǔn)直儀與金屬多面棱體組合的方法,對(duì)圓編碼器誤差進(jìn)行標(biāo)定。建立圓編碼器偏心誤差模型,并用以修正標(biāo)定數(shù)據(jù)中由于安裝偏心引起的誤差成分。采用三階傅里葉級(jí)數(shù)對(duì)誤差曲線進(jìn)行擬合,得到6個(gè)圓編碼器的誤差特性曲線。采用蒙特卡洛法確定測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間。利用牛頓迭代法對(duì)測(cè)量機(jī)測(cè)量方程進(jìn)行逆解,得到單點(diǎn)多姿態(tài)下的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角組合,帶入測(cè)量機(jī)誤差模型中得出單點(diǎn)誤差分布。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的布點(diǎn)與推廣方法得到測(cè)量空間中均勻分布的大量采樣點(diǎn)的數(shù)千種關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角組合,分析得出測(cè)量空間內(nèi)大量采樣點(diǎn)的大誤差分布情況。為了得到量區(qū)具體位置,將測(cè)量空間等間隔切割成一系列小的立方體區(qū)域,對(duì)每個(gè)小的區(qū)域建立求取區(qū)域內(nèi)大測(cè)量誤差的數(shù)學(xué)模型,改進(jìn)蟻群算法并用于求解該模型,確定了各小立方體區(qū)域的大測(cè)量誤差,通過(guò)比較找到其中大測(cè)量誤差為小的區(qū)域即測(cè)量區(qū)。在分析圓編碼器零位和關(guān)節(jié)零位間角度（初始安裝角度）對(duì)測(cè)量機(jī)測(cè)量誤差及空間誤差分布所產(chǎn)生的影響的基礎(chǔ)上,采用粒子群算法確定使設(shè)定的易于操作的區(qū)域誤差較小時(shí)的初始安裝角度的組合。針對(duì)所得的量區(qū)與設(shè)定的實(shí)用化區(qū)域進(jìn)行了驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明確定區(qū)及實(shí)用化的方法行之有效。研究成果可用于指導(dǎo)實(shí)際測(cè)量與測(cè)量機(jī)的裝配,以實(shí)測(cè)量區(qū)實(shí)用化的目的。紹了傳動(dòng)軸振動(dòng)對(duì)編碼器輸出信號(hào)的影響,提出一種甄別光電編碼器輸出干擾脈沖的方法,并結(jié)合M/T測(cè)速方法,形成基于光電編碼器的抗振動(dòng)測(cè)速和判向的方法,同時(shí)給出實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果。距模塊、電子羅盤和電機(jī)編碼器等異質(zhì)傳感器信息的方法實(shí)現(xiàn)高精度的機(jī)器人室內(nèi)定位。首先,根據(jù)電機(jī)編碼器信息采用相對(duì)定位法推算機(jī)器人的位姿1,同時(shí)采用基于UWB測(cè)距模塊和電子羅盤的定位法獲取機(jī)器人的位姿2,后通過(guò)卡爾曼濾波算法融合兩種位姿信息,修正相對(duì)定位法的累積誤差和定位法的瞬時(shí)誤差,實(shí)現(xiàn)高精度的機(jī)器人室內(nèi)定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該方法的有效性,融合后的位姿精度相比于位姿1和位姿2的精度有顯著的提高,坐標(biāo)精度達(dá)到90%,航向角的精度達(dá)到97%以上。 

火力發(fā)電,而火力發(fā)電廠核算其發(fā)電成本的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就是儲(chǔ)煤量。傳統(tǒng)盤煤的主要原理為：首先將堆積的煤炭通過(guò)斗輪堆取料機(jī)將其整成比較規(guī)則的梯形或矩形。再通過(guò)人工用皮尺丈量得到體積再乘以密度得出重量。該方法存在效率低、誤差大、耗費(fèi)人力、物力等缺點(diǎn)。因此,本文提出一種新的盤存測(cè)量思想,該盤煤系統(tǒng)輕巧、實(shí)用且適用于任何煤堆形狀。本文從獲取三維數(shù)據(jù)場(chǎng)、測(cè)量設(shè)備控制、體積算法等方面展開研究如下：火力發(fā)電廠堆積的煤堆表面數(shù)據(jù)是一個(gè)變化的曲面體積數(shù)據(jù),通過(guò)激光掃描儀掃描獲取煤堆表面被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的線距離、角度信息,然后通過(guò)一系列的幾何轉(zhuǎn)換,得到斷面二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。并通過(guò)位移傳感器、角度傳感器確定掃描儀實(shí)時(shí)位置信息,即每一個(gè)斷面二維數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的第三坐標(biāo)數(shù)據(jù),將坐標(biāo)進(jìn)行有效匹配就可以構(gòu)建出三維數(shù)據(jù)場(chǎng)。第二,激光掃描儀是高精密光學(xué)傳感器。由于在煤場(chǎng)、礦場(chǎng),粉塵大、日曬高溫、電磁干擾、潮濕結(jié)露等惡劣因素可能會(huì)影響測(cè)量精度及其工作的穩(wěn)定性。為此,有必要設(shè)計(jì)自動(dòng)溫控系統(tǒng)以便給激光掃描儀提供適宜的工作溫度環(huán)境。并且使用防灰密閉裝置以達(dá)到保護(hù)掃描儀而避免灰塵弄臟鏡頭的目的。第三,激光掃描儀硬件控制模塊和編碼器硬件控制模塊的設(shè)計(jì)：編碼器控制板通過(guò)獲取編碼器脈沖數(shù)據(jù),并判斷脈沖值是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的閥值,即確定激光掃描儀的位置,并發(fā)送串口指令讓采集控制板觸發(fā)激光掃描儀獲取一幀斷面信息。然后,經(jīng)過(guò)空間幾何轉(zhuǎn)換得到斷面二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。后通過(guò)特定的組合分析方法,整合同一時(shí)間的第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)及二維坐標(biāo)數(shù)據(jù),并通過(guò)特定的文件格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),得到整個(gè)料場(chǎng)離散的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。另外,對(duì)于獲取到的大量離散三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),用數(shù)值積分算法進(jìn)行切片體積計(jì)算,并通過(guò)誤差分析法,大限度減小誤差并提高測(cè)量精度。后通過(guò)三維數(shù)據(jù)的體積與密度的相乘計(jì)算出煤場(chǎng)的儲(chǔ)煤量。從工業(yè)應(yīng)用的角度來(lái)看,利用本文所設(shè)計(jì)的體積測(cè)量系統(tǒng),能夠很大程度上提高大型料場(chǎng)體積測(cè)量效率和測(cè)量精度,并降低人工測(cè)量成本。所提出的測(cè)量分析系統(tǒng)具備實(shí)用性和前瞻性,具有一定的實(shí)用價(jià)值。動(dòng)軸承作為旋轉(zhuǎn)類機(jī)械的關(guān)鍵部件,其運(yùn)行狀態(tài)的好壞不僅關(guān)乎著重大的經(jīng)濟(jì)利益,還會(huì)對(duì)社會(huì)安全帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。因此對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷至關(guān)重要。隨著人工智能時(shí)代的到來(lái),故障診斷也向著智能化的趨勢(shì)發(fā)展。本文以滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)為研究對(duì)象,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解、奇異值分解、相空間重構(gòu)以及螺旋矩陣等相關(guān)手段,提出了兩種基于深度學(xué)習(xí)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法。論文的主要內(nèi)容如下:（1）系統(tǒng)地介紹了滾動(dòng)軸承故障診斷研究背景及意義、滾動(dòng)軸承故障診斷各個(gè)發(fā)展階段及常用的故障診斷方法,并論述了隨著智能診斷的推廣,機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等前沿理論在軸承故障診斷上的重要作用。（2）提出基于相空間重構(gòu)和奇異值分解的滾動(dòng)軸承故障特征提取方法。先采用Hankel矩陣的形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行相空間重構(gòu),再對(duì)構(gòu)造的矩陣進(jìn)行奇異值分解,并探討奇異值特征個(gè)數(shù)與矩陣行數(shù)、列數(shù)的關(guān)系。該方法比傳統(tǒng)的時(shí)域、頻域以及時(shí)頻域的特征提取方法更簡(jiǎn)單有效。（3）提出基于EMD和SSAE的滾動(dòng)軸承故障診斷方法。首先,先對(duì)不同狀態(tài)的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行EMD分解;然后,為了提取更具代表性的高階特征,用奇異值分解方法來(lái)處理得到的內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)以獲得奇異值特征,并將獲得的奇異值特征當(dāng)做所提出的SSAE網(wǎng)絡(luò)的輸入,所提方法不需要信號(hào)去噪過(guò)程,簡(jiǎn)化了滾動(dòng)軸承傳統(tǒng)的故障特征提取過(guò)程。（4）提出基于特征螺旋排列的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軸承故障診斷方法。為了抑制重要信息在信息傳遞過(guò)程中的損失,將相空間重構(gòu)和奇異值分解的特征提取方法應(yīng)用于軸承振動(dòng)信號(hào),得到的奇異值被視為評(píng)價(jià)滾動(dòng)軸承健康狀況的特征,然后這些特征由中心到邊緣構(gòu)成一個(gè)螺旋矩陣作為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入。所提方法有效地抵制了網(wǎng)絡(luò)傳遞過(guò)程中邊緣信息的丟失與損耗問(wèn)題。（5）使用Python語(yǔ)言和Pycharm集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)一套實(shí)用的、易于操作的滾動(dòng)軸承智能診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)以滾動(dòng)軸承時(shí)域振動(dòng)信號(hào)作為輸入,經(jīng)系統(tǒng)計(jì)算分析后輸出故障診斷結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)軸承的智能診斷。 

1037871數(shù)控設(shè)備中編碼器的應(yīng)用與維修AFM60A-S1AA004096發(fā)展的今天,汽車已經(jīng)越來(lái)越多的進(jìn)入千家萬(wàn)戶成為常見的代步工具,這使得土地資源緊張與汽車保有量激增的矛盾也日趨明顯。傳統(tǒng)的停車設(shè)備由于空間有限已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的車輛對(duì)停車位的需求,高科技含量和高自動(dòng)化水平的堆垛式立體車庫(kù)正越來(lái)越多的進(jìn)入市場(chǎng)。車輛搬運(yùn)器作為立體車庫(kù)中的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)待搬運(yùn)車輛位置移動(dòng)的關(guān)鍵。現(xiàn)存堆垛式立體車庫(kù)中車輛搬運(yùn)器多采用整體抬升方案,即克服待搬運(yùn)車輛全部重量將其抬離地面。觀察發(fā)現(xiàn)目前仍有許多汽車在駐車制動(dòng)且變速器置于空擋狀態(tài)下,前輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),針對(duì)這一現(xiàn)狀提出了一種新型結(jié)構(gòu)形式的單軸抬升式車輛搬運(yùn)器。這種搬運(yùn)器采用只抬升待搬運(yùn)車輛后輪,利用可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪作為支撐點(diǎn),以推拉的形式實(shí)現(xiàn)待搬運(yùn)車輛的位置移動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)室同門完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文主要研究搬運(yùn)器各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制規(guī)律及對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。針對(duì)各機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分別運(yùn)用Adams軟件對(duì)前輪轉(zhuǎn)向限位機(jī)構(gòu)和舉升桿伸出機(jī)構(gòu)建立仿真模型研究其動(dòng)力學(xué)特性,并采取Adams與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真的方式對(duì)其運(yùn)動(dòng)控制規(guī)律進(jìn)行研究;推導(dǎo)建立出后輪舉升機(jī)構(gòu)、防脫限定機(jī)構(gòu)和底盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,并采用MATLAB/Simulink軟件對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真和運(yùn)動(dòng)控制規(guī)律研究。在得出各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性的基礎(chǔ)上選擇合適的控制方式、策略及能夠滿足控制要求的硬件設(shè)備,并確定其安裝位置;分析對(duì)比終選用PIC16F877A芯片作為控制器,完成控制器小系統(tǒng)模塊、光電傳感器模塊、旋轉(zhuǎn)編碼器模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的硬件電路設(shè)計(jì)和接口分配;后繪制這五個(gè)機(jī)構(gòu)確定控制方式、繪制控制程序流程圖、編寫軟件程序,主要包括,對(duì)PWM模塊、旋轉(zhuǎn)編碼器在位移和速度采集程序的實(shí)現(xiàn),以及車輛后輪舉升運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采用PI控制策略的程序?qū)崿F(xiàn)。