22、笛卡尔自动机器振动控制与基于瓦特机构的二维柔顺定位装置设计

笛卡尔自动机器振动控制与基于瓦特机构的二维柔顺定位装置设计

笛卡尔自动机器振动控制

1. 研究背景
   • 制造业中，机器人和自动机器工作速度提升是趋势，但提速后常出现高噪音和振动，原因是激发了原设计未考虑的振动模式。
   • 控制修改后机器的振动可通过结构修改实现，如增加刚度、添加集中质量或调谐振动吸收器（TVA）。
   • 现有预测结构修改效果的方法多基于模态分析，需大量实验测量的频率响应函数（FRF），但实际工业应用中测量时间有限，工程师需用少量测量的FRF预测结构修改效果。
2. 实验测试
   • 切割机器 ：具有笛卡尔运动链，切割头在Y和Z方向高速移动，切割工具在X方向工作，由气动执行器操作，高速切换导致噪音振动。工具速度从8000 rpm提高到13000 rpm后，系统在13000 rpm时接近固有频率，振动加剧。
   • 实验限制 ：
     • 为减少停机时间，实验需在一个工作日内完成。
     • 系统几何结构限制了平行于表面的激励和传感器布置，测量仅在工具和其座上的两个点进行。
   • 实验方法 ：使用仪器锤和三轴加速度计，在加速度计附近沿Z轴激励，通过LabView处理测量信号计算FRF。
   • 实验结果