上海交通大学

MDAT-SJTU（2009年12月）上海交通大学机电设计与自动化上海交通大学机械与动力工程学院机电设计及知识工程所机电设计与自动化国家首批授权博士点学科（1981）及国家重点学科归属学科点:机械设计及理论基本情况－机构学与特种机器人（检查、维护、操作）－高速运动机构与结构的动态设计技术－精密定位控制技术与测量、检测技术－机器视觉－复杂机电系统工程设计技术研究方向在读工学硕士研究生：１８人＊在读工程硕士研究生：9人在读工学博士研究生：７人完成项目－－整机技术Æ微电子装备－视觉多功能全自动贴片机Æ高速包装、灌装机械－无菌纸质液态包自动灌装包装机－PET瓶饮料灌装生产线及设备Æ专用设备－卫星太阳能帆板向日跟踪速度稳定性控制波形修正系统：（10-3°速度平稳性）－雷达罩电性能测试用高精度天线座：空间小，角秒精度－雷达发热模拟系统：精确的曲线式发热功率控制，－超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人:自动化无损检测－轴瓦壁厚在线测量、分选机器人：高速、高精度－ZPMC5B型联动台演示用电动系统－核电站蒸汽发生器检查机器人：窄小空间的机构实现Æ机构设计及CAE－盾构伸缩式刀盘驱动结构优化设计－极薄板双机架平整机辅助分析计算Æ复杂机电液设备的控制－多点调压液压垫液压机控制系统设计－2000KN胀形液压机控制系统完成项目－－单项技术应用－公交硬币投币机构设计－基于模糊图像混合矩与力信息融合的视觉微力测量－R4s系泊链产品的检验与检查－水下桩身干施工程作业设备－基于搭接网络机械产品创新可计算性建模及应用研究－电枢磁场同步平移式长行程磁浮工作台的基础理论与实验研究在研项目基础研究（国家自然科学基金）应用研发－粽子自动扎线机谢谢各位谢谢各位!!欢迎指正！欢迎指正！----视觉多功能全自动贴片机MJT-2000V＠上海５th国际工业博览会上海市重大自然科学基金项目“微电子装备的关键技术”国内第一台全视觉多功能贴片机达到国际先进水平(上海科委鉴定)主要技术参数：1.贴装速度：chip0.26秒/片Æ14000chip/小时IC芯片1.7秒/片2.贴装精度：0.03-0.05mm(视觉校正)3.贴装元件：chip、QFP、BGA、CSP等80种4.贴装头数量：8头5.送料器数量:80个8mm带状送料器，两边装料----视觉多功能全自动贴片机----视觉多功能全自动贴片机XYRZ机架（座）贴片头IC相机CHIP相机PCB元件示教相机吸嘴送料器基座上板机构----视觉多功能全自动贴片机----视觉多功能全自动贴片机技术亮点：1．机器视觉检查功能PCB裸板几何缺陷检测：检查几何缺陷等。SMD元件检测：检测元件脚变形、弯曲及搭接等缺陷等焊接点缺陷检验贴装后的电路板最终检测（是否存在缺装和装配偏差）2．机器视觉定位功能PCB定位：对电路板上的基准点和标志点进行识别和定位SMD元件:贴装位置定位修正3．运动视觉功能多吸嘴同时取料;相机飞行取像。4、贴片工艺优化运动路径规划，合理分配各节拍点。对送料器的放置位置和取片顺序优化5、基于Windows的分级运动控制Pick&Place高速性运动控制即时位置控制技术----无菌纸质液态包自动灌装包装机TLP-100C＠2004年行业展览会国内第一台达到国际先进水平(上海科委鉴定)高速无菌牛奶灌装机----无菌纸质液态包自动灌装包装机主要技术参数：枕包容量：200ml、250ml以及500ml生产率：8000－10000包/小时20000包/小时无菌方式：H2O2技术亮点：链式成形；上、下位两级控制机；现场总线智能控制；高频逆变器与高频加热控制图案校正控制；包材、封条自动接驳机架接包材系统纸路(张力调整/纸库)贴封条系统(换封条)无菌仓(无菌工艺)纵封机构灌装横封机构(容量调整/图案校正)终端成形及排包----无菌纸质液态包自动灌装包装机----无菌纸质液态包自动灌装包装机----无菌纸质液态包自动灌装包装机----无菌纸质液态包自动灌装包装机-工艺流程及动作-高频加热控制-张力控制-运动控制-温度控制-流量控制-液位控制----无菌纸质液态包自动灌装包装机待生产短停生产排空清洗通信预热2管封喷雾干燥预热3预热1----无菌纸质液态包自动灌装包装机----PET瓶饮料灌装生产线及设备12头旋盖机的三维设计及工作仿真凸轮运动规律优化软件中的CAE界面----PET瓶饮料灌装生产线及设备----核电站蒸汽发生器检查机器人国内首次研制核电站蒸汽发生器检查机器人在工作国家863智能机器人主题项目国内领先、国际同期先进水平(国家“863”计划组织验收)小空间管道检测，(狭缝宽度可小至8mm，长度可达2m)----卫星太阳能帆板向日跟踪速度稳定性控制波形修正系统FY-3卫星太阳电池阵对日定向驱动系统!!!速度稳定性10-3°/s步进电机驱动器步进电机驱动机构太阳电池阵命令6.59步/s0.059°/s1.波形的实时同步发出2.运动结果的实时采集波形测试-修正实验台构成----卫星太阳能帆板向日跟踪速度稳定性控制波形修正系统----卫星太阳能帆板向日跟踪速度稳定性控制波形修正系统细分波形综合优化（动力学分析+神经网络优化)（4个步距内优化前后步进电机的位移曲线）----卫星太阳能帆板向日跟踪速度稳定性控制波形修正系统----雷达罩电性能测试用高精度天线座合理化传动链设计控制机械系统回差，高精度光编形成全闭环控制，多层嵌套环运动控制2个自由度(方位和俯仰)±45度内转动精度必须达到角秒级回差控制在15角秒内低速稳定扫描1)总体设计:高精度光栅编码器在负载终端形成全闭环2)传动链分配:选择较大的总传动比/末级传动比尽可能大/尽量缩短传动链3)传动件设计:采用变位小齿轮对公法线均长偏差和中心距偏差的进行微小修正4)传动件选型:提高转台中传动件本身的精度，齿轮采用6级精度5)装配:对轴承进行预紧，使其游隙接近于零----雷达罩电性能测试用高精度天线座3600线1Vpp正弦输出400细分11微安--TTL----雷达罩电性能测试用高精度天线座----雷达发热模拟系统----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人便携式检测机械手探头沿瓷瓶母线做上下轴向运动探头绕瓷瓶中心做周向旋转运动探头垂直方向的伸缩（自适应）----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人带电检测机器人绝缘升降平台机构----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人1.1.探伤臂的伸缩与自动定心探伤臂的伸缩与自动定心2.2.探伤臂对中运动探伤臂对中运动3.3.探头绕瓷柱的周向运动探头绕瓷柱的周向运动4.4.扫查机构在竖直方向上的移动扫查机构在竖直方向上的移动----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人5mm/s探测臂伸出速度500m无线通信距离433Mhz/1.2GHz/2.4Ghz无线通信频率遥控、无线传输控制及信号传输方式0米探伤臂伸出的最小距离0.35米探伤臂伸出的最大距离3.5米检测平台升降的最小高度9.0米检测平台升降的最大高度检测设备下平台（支撑平台）3个；检测平台、探伤臂、探头及虚拟探头4个自由度检测平台:电池供电、电机驱动，升降装置采用电瓶供电和手摇上升设备动力及驱动方式参数项目1-2mm检测裂纹大小3mm探头轴向扫描间距双探头，各负责180度周向扫查方式2.73o探头周向扫描步距角3mm周向扫描间距20mm/s，即3r/min周向扫描速度6*6mm探头晶片尺寸2.5MHz探头频率折射角12度，入射角5.4度探头折射角（入射角）110-130mm可检测的瓷支柱绝缘子的直径参数项目技术亮点：高压带电作业升降平台（3.5-9米）探测头对中调整自适应多自由度机器人自动螺旋扫查运动无线遥控、无线视觉监控及辅助定位探伤数据处理与评估绝缘安全及电磁兼容技术指标：----超高压绝缘瓷柱裂纹检测机器人----高速、高精度轴瓦壁厚在线测量、分选机器人检测精度:1μm检测速度:片/3秒R&R(重复性和再现性):优等(3.4%)*上海市科技进步三等奖、*中国汽车工业科技进步三等奖轴瓦壁厚分组装配前检测达到国际先进水平(上海科委鉴定)技术亮点：1．在线自动测量2．高精度、高效率传感采样3．高精度的机械定位4．有效的误差补偿算法5．测量时序的控制----高速、高精度轴瓦壁厚在线测量、分选机器人----ZPMC5B型联动台演示用电动系统•5个自由度:–转盘绕YC轴旋转–操作盒沿ZC移动–操作盒沿YC移动–操作盒沿XC移动–操作盒绕YC旋转手动操作Æ电机控制!!!完成小空间内----ZPMC5B型联动台演示用电动系统西门子PLCS7-30024V电源驱动器电机下限位上限位驱动器电机下限位上限位驱动器电机下限位上限位驱动器电机下限位上限位驱动器电机下限位上限位驱动器下限位上限位驱动器电机下限位上限位驱动器电机下限位上限位驱动器下限位上限位24V（驱动）PS307CPU312DI(16)DI(16)DO(16)DO(8-16)操作面板低压、信号调理、转接等功率驱动上位机（PC机或笔记本电脑）MPI电缆24V（控制）24V（控制）----ZPMC5B型联动台演示用电动系统----盾构伸缩式刀盘驱动结构优化设计-应用于复合土地质:岩石、软土、泥沙等状况-解决结构设计与加工工艺，-进行多体接触、强度、刚度分析。为上海地铁分司设计的盾构伸缩式刀盘1MNMXXYZFile:..\..\TBM\modelsForAnalysis\solve\\Rodisc_stressdown.x_t0.269E-03.537E-03.806E-03.001075.001343.001612.001881.002149.002418NOV2200510:12:47NODALSOLUTIONSTEP=1SUB=1TIME=1USUM(AVG)RSYS=1DMX=.002418SMX=.002418----盾构伸缩式刀盘驱动结构优化设计----2000KN胀形液压机控制系统薄型两通钢管胀形后的形状控制指标：-低压成形时内压力±0.3Mpa-高压成形时内压力±2Mpa-左右侧压缸同步控制精度1%-(拉移控制)侧压缸最终定位精度±0.2mm-(压力控制)侧压缸推力控制精度1%----2000KN胀形液压机控制系统（1）侧缸位移（压力）控制预设的内压力曲线和侧缸位移-内压力曲线，增量式PID完成侧缸位移控制。（2）两侧缸同步控制-计算侧缸同步位置差，模糊控制得出同步反馈系数-插补预处理，确定两侧缸的增量进给-发出增量位置控制信号控制设定方式：-内压力随时间-侧缸位移随时间-侧缸推力随时间或侧缸位移内压力、-侧缸推力随内压力的设定控制-特殊工况：保持压力不变而轴向推进、保持轴向位移不变而内压力变化----2000KN胀形液压机控制系统----工作台内带多点调压液压垫液压机控制系统“薄板构件冲压成形”主要技术要求：公称力：120吨，液压垫力：60吨，拉深力：60吨液体最大工作压力：20Mpa压边缸数量：10个，压边力范围：（5MP－25MP）压边力精度：±2%幅值，闭环控制压边力曲线：每个压边缸可以随行程调压，支持恒值、线性、二次曲线、复杂曲线（提供与CAE软件接口）人机交互：操作界面上要求可以显示、修改、打印、调用和存储主缸、压边缸、提升缸的力、流量和位移参数或曲线主缸-比例流量阀(ATOS-QVKZO)-下行速度控制----工作台内带多点调压液压垫液压机控制系统压边缸:电液比例溢流阀(ATOS-RZMO)。被压下行的压边缸在排油过程中由于溢流抑制时产生压力,通过压边杆的传递，产生了压边力。----工作台内带多点调压液压垫液压机控制系统----工作台内带多点调压液压垫液压机控制系统----极薄板双机架平整机辅助分析计算“双机架六辊平整机轧制负荷及板形能力模拟计算软件”P_LP_RFilFirFwlFwr10501)对卷取机各个部分（主轴、胀缩楔块、胀缩滑块、扇形板、将军帽连接螺钉)应力应变分析Æ校核载荷能力。2)牌坊机架刚度和强度分析Æ保证轧制钢板精度和长期安