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一、產品概述 (一)組成 柔性系統須有五個分系統構成即：數字化設計分系統、模擬加工制造分系統、檢測裝配分系統、生產物分流系統和信息管理分系統。它應包含供料檢測單元，操作手單元，加工單元，搬運單元，安裝單元，圖像檢測單元，提取單元，分類存儲單元，環形輸送單元，總控平臺等多個單元模塊。系統具有可進行小批量多品種柔性加工、無人值守加工生產能力等，采用數字化信息系統管理模式，每一臺設備均采用網絡型式對外聯接，由服務器統一管理生產過程中的各種數字聯接任務,具有現代化柔性制造加工系統的特征。 （二）功能 既能完成認知型和綜合型實驗實訓，又能完成開發設計型實驗實訓，還能實現學生現場動手操作和網絡計算機同步觀測與分析相結合；對樣件具有全程演示及生產能力；系統應具有全自動控制功能，能充分展示現代工業中進行數字化管理生產的各個環節；系統應具有單機獨立控制、獨立運行功能；系統應具有啟停控制、動態作業計劃調度、庫存資源動態顯示、系統故障診斷與處理、工件位置動態顯示等等功能。 該系統除能服務于工程訓練實踐教學環節外，還應能覆蓋相關課程，并能進行相關的實踐性教學環節，具體如下： 1、可服務的相關課程 機械制造基礎、機械工程測試技術、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術與應用、機電一體化系統設計、數控技術、機電系統仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數字化制造技術、機電設備故障診斷、先進制造技術、多軸數控加工技術、虛擬與仿真技術等，和其它相關課程。 2、教學演示類項目 柔性化加工系統演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術演示、自動傳輸系統演示、工件自動裝配演示、產品自動倉儲系統演示等等。 3、專業綜合訓練類、設計類等項目 機械制造技術項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數字化技術項目綜合訓練、多軸數控技術項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統綜合設計、機電一體化系統綜合設計、工件傳輸線應用設計、工件裝配項目應用設計、立體倉庫應用設計、氣壓系統應用設計、系統供電方案應用設計、計算機輔助工藝規程設計、數據庫應用及開發、總控系統的應用與開發、傳感器應用與選擇、PLC應用編程設計、PLC網格通訊應用、伺服驅動應用、人機界面編程設計、遠程組態系統設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等等。 二、技術性能 1、輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz 2、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m 3、裝置容量：＜4.5kVA 4、外形尺寸：7000mm×4500mm×2400mm 5、安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準 三、實訓內容 （一）PLC的設計與應用 1、數據傳輸功能實訓 2、定時、計數、移位功能實訓 3、比較功能實訓 4、步進功能的應用實訓 5、跳轉功能的應用實訓 6、子程序調用功能的應用實訓 7、中斷控制功能的應用實訓 8、變頻調速的PWM控制功能的應用實訓 9、伺服電機速度位置控制功能的應用實訓 10、檢測系統的程序設計 11、變頻調速環行自動傳輸系統的程序設計 12、自動儲存系統的程序設計 （二）傳感器技術及應用 1、光電傳感器的特性研究及應用 2、電感傳感器的特性研究及應用 3、電磁傳感器的特性研究及應用 4、位置傳感器的特性研究及應用 （三）氣動控制技術 1、電控氣動閥的工作原理及應用 2、真空發生器的工作原理及應用 3、氣動二聯體的工作原理及應用 4、各種氣缸的工作原理及應用 （四）運動控制系統 1、伺服電機定位的控制技術 2、直流電機的控制技術 3、交流電機的變頻調速技術 4、步進電機的定位控制技術 （五）組態監控及人機界面技術 1、組態監控軟件的基本應用 2、組態監控軟件通信應用實訓 （六）機械結構訓練技術 1、同步帶傳動機構的設計及特性研究 2、直齒輪傳動機構的設計及特性研究 3、錐齒輪傳動機構的設計及特性研究 4、直線導軌的設計及特性研究 5、滾珠絲桿的特性研究及應用 （七）故障檢測技術技能培訓 1、程序故障設置的排除訓練 2、參數故障設置的排除訓練 3、電氣接線故障設置的排除訓練 4、機械故障設置的排除訓練 （八）網絡通訊技術和PROFIBUS總線技術 1、網絡通訊基礎的原理與應用 2、PROFIBUS-DP模塊的研究與應用 3、PROFIBUS通訊協議的研究與應用 4、PROFIBUS主站與從站之間的通訊研究 四、系統組成 系統的硬件由上料單元、操作手單元、加工單元、搬運單元、安裝單元、圖像形狀檢測單元、6自由度工業機器人單元、分類存儲單元九個基本單元站組成 （一）總控平臺 總控平臺主要由三相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態指示燈、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、10.4英寸工業彩色觸摸屏等組成，主要完成監視各分站的工作狀態并協調各站運行，完成工業控制網絡的集成。 （二）上料單元 上料單元主要由料斗、回轉臺、螺旋導料機構、直流減速電機、工件滑道、計數電容開關、光電開關等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位。 （三）操作手單元 由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。 （四）加工單元 由旋轉工作臺、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫、升降式加工系統、加工組件、檢測組件、轉臺到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。 （五）搬運單元 由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業導軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。 （六）安裝單元 由料筒、換料機構、推料機構、工業導軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。 （七）圖像形狀檢測單元 圖像處理單元主要由光源、鏡頭、CCD照相機、圖像處理控制器、顯示器、位移傳感器等組成。主要檢測加工完成后工件外觀形狀品質是否合格，通過攝像頭獲取工件的圖像，由圖像處理器完成工件合格與否的判斷并檢測加工孔深，將不合格工件剔除。 （八）6自由度工業機器人單元 由6自由度工業機器人、直線移動機構、無桿氣缸、工業導軌等組成，主要完成對工件的提取及搬運。 （九）分類存儲單元 由步進電機、滾珠絲桿、立體庫、推料氣缸、電磁閥等組成。主要完成對成品工件分類存儲。

隨著機器人技術的逐步完善,適于特殊作業的機器人種類也日益增多,其應用領域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業.隨之而來的,各行業對機器人的性能指標提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質量輕,能耗低等,從而對機器人結構的設計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足人類向微小世界探尋的需要,作為機器人技術發展的一個重要分支,微操作機器人成為機器人學中十分活躍的研究領域. 本文結合國家"863"計劃項目"6自由度納米級宏微操作機器人的研究(項目編號2002AA422260)"和"原型裝置靶瞄準定位系統工程預先研究項目(項目編號863-804-5)",共搭建了3套實驗系統,其中采用了單一驅動以及雙重驅動兩條技術方案.在廣泛的分析了目前已有的柔性精密定位系統,并聯精密定位系統和宏/微雙重驅動系統的基礎之上,針對目前大范圍運動定位與高精度定位的應用實際需要,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設計,并以此構建六支鏈大行程柔性并聯結構定位系統,為滿足超高精度的定位需要,在并聯支鏈中集成了壓電陶瓷驅動,構成了宏/微雙重驅動并聯結構系統,充分體現了驅動,結構,檢測一體化的設計思想. 在結構單元的設計方面,針對當前柔性鉸鏈運動范圍小等問題,在通用的球副柔性鉸鏈的基礎之上,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設計;在柔性并聯結構的設計方面,提出了在通用的并聯結構系統中,采用大行程柔性鉸鏈代替傳統運動副的設想,建立基于大行程柔性鉸鏈的并聯結構系統. 在大行程柔性并聯結構的運動學建模方面,利用材料力學的基本原理和小變形假設,推導了大行程柔性鉸鏈的數學模型,并給出了在全局坐標系下的顯式表達;在此基礎之上,通過剛度組集的辦法建立了大行程柔性鉸鏈并聯結構柔性支鏈的運動表達式,通過聯立運動位移協調方程和力約束協調方程,建立了并聯結構的位置解模型. 由于并聯結構系統中的各部件,特別是柔性鉸鏈結構在自身變形提供整體結構的運動輸出的同時,還經歷了大范圍的剛體運動,導致大行程柔性并聯結構的位置解模型成為典型的幾何非線性問題.鑒于此,本文首先推導了空間柔性結構的幾何非線性的剛度遞推模型,并利用牛頓-萊弗森方法對該模型進行了求解.由于幾何非線性模型的迭代求解方式,導致該模型的實時性很差,不易移植至控制系統進行實時控制求解,故在大量的試驗嘗試的基礎之上,選擇了BP神經網絡方法,建立了3層六輸入-六輸出的位置解神經網絡結構,從而在方便了實時控制編程的同時,還大大提高了系統的位置解的求解速度. 由于柔性并聯結構的位置解模型中不僅僅包括結構中的位置信息,還提供了結構中相關的力信息以及剛度信息,本文在上述位置解模型的基礎之上,給出了該類系統的剛度模型,并建立了并聯結構中的結構參數和尺度參數對系統剛度的影響圖譜,對這類系統的結構綜合以及優化設計提供了有力的工具. 在大行程柔性并聯結構的動力學建模方面,采用了歐拉梁理論和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于實際位移的大行程柔性鉸鏈并聯機器人各支鏈的動力學模型,并通過位移協調方程和動力協調方程,最終得到并聯系統的動力學模型.綜合采用了紐馬克方法和牛頓-萊弗森方法解決了系統動力學求解問題,并通過一個算例進行了基于逆動力學的求解仿真. 在大行程柔性并聯結構的樣機實驗方面,我們提出了采用大行程柔性鉸鏈作為被動關節的6-PSS并聯機器人系統,該系統采用壓電馬達作為驅動器,精密光柵尺作為位置反饋元件,其可在立方厘米級的工作空間內實現微米級精度的運動;在此基礎之上,我們在并聯機器人的支桿中嵌入壓電陶瓷,在壓電馬達的宏運動結束之后,壓電陶瓷可以驅動并聯機器人進一步的微調,從而得到一個6-PSS和6-SPS結合宏微雙重驅動并聯機器人系統,其中,微動系統可在微米級運動空間內實現納米級的運動精度.基于大行程柔性鉸鏈的宏微雙重驅動并聯機器人系統,可以同時滿足大工作空間和高精度的工程需要.此外,我們將大行程柔性鉸鏈并聯機器人系統,成功的應用到激光瞄準靶支撐裝置中,其厘米級的運動范圍和納米級的運動分辨力,使其在神光III系統中發揮了十分重要的作用.

項目成果/簡介:隨著機器人技術的逐步完善,適于特殊作業的機器人種類也日益增多,其應用領域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業.隨之而來的,各行業對機器人的性能指標提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質量輕,能耗低等,從而對機器人結構的設計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足

本發明屬于柔性電子收卷控制相關技術領域，并公開了一種面 向變截面柔性電子的恒應力收卷控制系統，其包括張力傳感器、張力 控制器、卷徑傳感器、內應力測量裝置、內應力控制器和執行件等; 其中卷徑傳感器用于實現料卷外徑的測量;張力傳感器用于檢測薄膜 張力并反饋給張力控制器實現張力的閉環控制;內應力測量裝置包括 一組壓力傳感器、導電滑環以及若干固定零件，并用于實現料卷內部 應力分布狀態的測量并將其饋給張力控制器，實現料卷內部應力的閉 環控制。本發明還公開了相應的收卷控制工藝。通過本發明，能夠以 更為高效和高精

本發明公開了一種適用于成卷柔性電子器件的逐片轉移裝置， 包括薄膜進給單元、載帶輸送單元、真空輥吸附單元、壓輥轉移單元 和廢料剔除單元，其中薄膜進給單元用于薄膜的進給運動并對薄膜進 行模切，模切后的薄膜經真空輥吸附單元驅動至壓輥轉移單元，模切 后的薄膜在壓輥轉移單元中實現與載帶之間的粘著和固定，廢料剔除 單元則根據工況需要提供多種對廢料的實時檢測和剔除操作。通過本 發明，各個模塊單元之間相互聯系，共同協作，實現對成卷柔性電子 器件逐片的高速檢測轉移過程，同時具備運動穩定性和可靠性好等優 點。

GL-CS-2E型 機電一體化柔性生產綜合實訓系統是使用柔性制造技術中具有代表性的制造自動化系統，可實現多品種、中小批量的加工管理。柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態優化，總體效益、柔性，優化以外產品并對其進行升級改造并進而贏得競爭的智能制造技術。

該研究利用水浴提拉法制備了雙層定向排列Ag NWs網絡。基于該網絡的柔性傳感器可以實現不同變形行為的在線監測。基于該傳感器制備了實時手勢探測器，在計算機中對手勢進行重建，為虛擬與現實交互提供了可能性。該研究成果已經在SCIENTIC REPORTS 上成功發表，并入選該期刊年度下載次數Top 100。

本項目針對大型海上風電場功率外送問題，研究采用基于模塊化多電平換流器的柔性多端直流輸電系統并網的關鍵技術問題，從穩態、暫態和穩定性等三個方面深入探究系統的運行與控制特性，揭示系統不穩定性產生機理，提出增強互聯系統穩定性的設計原則及鎮定措施，攻克柔性多端直流輸電系統交、直流故障保護難題，并搭建基于MMC的四端柔性直流輸電系統實驗平臺及風電機組模擬平臺，對所提理論進行實驗驗證。 通過本項目的實施，能夠使我國相關技術人員掌握該領域的核心關鍵技術，為大型海上風電場經MMC-MTDC并網實際工程建設提供人才支撐和理論指導，為使我國柔性多端直流輸電技術研究進入國際先進行列打下扎實的基礎。 在本項目實施過程中，與國家電網和南方電網緊密合作，充分調研大型風電場經柔性多端直流并網實際工程的運行特性及出現的問題，密切結合理論研究，揭示問題產生原因，提出問題解決方案。本項目所取得的研究成果均已在國內外高水平期刊上發表，共發表論文二十余篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索16篇，申請國家發明專利5項，已授權2項。

 本項目針對大型海上風電場功率外送問題，研究采用基于模塊化多電平換流器的柔性多端直流輸電系統并網的關鍵技術問題，從穩態、暫態和穩定性等三個方面深入探究系統的運行與控制特性，揭示系統不穩定性產生機理，提出增強互聯系統穩定性的設計原則及鎮定措施，攻克柔性多端直流輸電系統交、直流故障保護難題，并搭建基于MMC的四端柔性直流輸電系統實驗平臺及風電機組模擬平臺，對所提理論進行實驗驗證。 通過本項目的實施，能夠使我國相關技術人員掌握該領域的核心關鍵技術，為大型海上風電場經MMC-MTDC并網實際工程建設提供人才支撐和理論指導，為使我國柔性多端直流輸電技術研究進入國際先進行列打下扎實的基礎。 在本項目實施過程中，與國家電網和南方電網緊密合作，充分調研大型風電場經柔性多端直流并網實際工程的運行特性及出現的問題，密切結合理論研究，揭示問題產生原因，提出問題解決方案。本項目所取得的研究成果均已在國內外高水平期刊上發表，共發表論文二十余篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索16篇，申請國家發明專利5項，已授權2項。