第六章 總結與展望
§6.1全文總結
機器的功能在向柔性化趨勢發展，機電一體化、運動可控性、智能化已經成為現代化機器的重要特征。傳統機械大多缺乏柔性，難以適應變化的需求和工作環境。隨著電子計算機技術的出現和快速進步，機構和機器出現了柔性化的機器。不過，應用最為廣泛的、大量需求的往往都是只要求具有一定的工作柔性，可以進行適度調整的機器，就是所謂的適度柔性機器。適度柔性機器將剛性機器的低成本和柔性機器的可控性有機結合起來，是一般機器柔性化的一個最佳解決方案。它包括可調整機構、混合驅動機器和變速驅動伺服機器等，這三類機器從不同角度導入機器柔性。
機械加工、運裝過程中因為動力機和負載的不匹配造成速度波動，是一種有害的現象。但是以往傳統的調節速度裝置大多不具有柔性，速度平衡效果不理想。本論文在此基礎之上提出柔性速度補償的概念，基于適度柔性機器理論背景，融合這類機器裝置機構、控制等特點，描述了柔性速度補償機器的設計方法和流程。然后，本論文設計了以沖壓機械為應用對象的一種柔性速度補償裝置，以驗證這一概念的可行性和優越性。
主要工作如下：
1、深入地研究本課題的理論背景，以及相關國內外研究狀況，總結了國內、外相關機構、機械裝置的研究情況。并分析了傳統的速度調節機構的缺點，在適度柔性機器發展基礎上，提出柔性速度補償的概念。并闡述了本課題的設計目標和研究意義。
2、這一概念提出后，本文闡述了這一概念及其設計方法和設計流程。并以沖壓機械主要應用對象設計一種柔性速度補償裝置，通過這一裝置的設計與研究來驗證柔性速度補償該念的正確性和有效性。在設計當中，機構選型是柔性速度補償裝置設計中的首要任務。本文根據機構本身的特性，并詳細分析了該柔性速度補償裝置的設計要求和約束條件，以機械式無級變速器為改造基礎，融合可調整機構、混合驅動機器和變速驅動伺服機器的理念，設計出該柔性速度補償裝置的機構模型。
3、對該機構用解析法進行運動學分析。利用Matlab強大的運算功能編程運算，根據運算結果調整結構參數，根據實例調出一組適合的機構參數，得出符合要求的速度輸出曲線。
4、對該機構進行動力學分析。通過分析目前國內仿真方法，以及國際上流行的仿真軟件性能的優勢所在，決定采用Adams軟件，利用Adams軟件的仿真功能，建立虛擬樣機模型，選擇合適的電機參數，加適當負載，分兩階段進行仿真研究。首先在伺服電機不動作的情況下，實質為單自由度機構，進行速度補償仿真，然后采用學習控制的方法，控制伺服電機驅動第二輸出，兩輸入協同工作，進一步進行速度補償。兩階段的仿真，驗證柔性速度補償裝置良好的速度補償效果。
5、提出了較完善的試驗臺搭建方案，以便能夠驗證機械系統、控制系統、運動設計的有效性，發現設計中存在的問題或理論中某些缺陷，為系統優化提供實驗指導。
在學術理念上，柔性速度補償理論和其設計方法及設計流程，是立足于現代機器發展趨勢中適度柔性機器的特點和優越性，結合國內外一些速度調節的方式，綜合分析后提出的。這一理論的最大的特點是具有適度的柔性，可在一定范圍內根據機械參數或運行工況的變化引起的速度波動變化，而對機構參數進行相應調整，以達到良好的速度補償效果。此外，其柔性還體現在對非加載時段的速度波動可根據需要選擇是否進行補償，不是全程速度補償，從而適度降低補償的代價
在工程意義上，柔性速度補償裝置的系統設計技術運用現代先進的機電一體化技術，對除了數控機床和工業機器人等以外的由普通電機和凸輪、連桿等機構組成的大量傳統產業機械進行改造，以期促進其升級進程。
§6.2研究展望
由于時間、精力和硬件環境的原因，本論文的研究工作到此也就告一段落。從整個研究工作的過程和結果來看，本文的研究工作還需要從以下幾個方面進行完善：
1、在算例數據源的獲得方面有所欠缺，未能提供大量的算例來進行驗證，這一方面在以后需要加強。如果有可能，還應以其他具有可調整機構轉化為柔性速度補償裝置來進行進一步的驗證。
2、本論文是從運動學的角度來研究柔性速度補償裝置中的機構，而實際工作中應該還需考慮振動力和振動力矩，如果在設計中考慮到這些因素的影響，本論文的研究結果將會得到比較大的應用。
3、由于對控制方法和Adams軟件的接口技術問題，一直沒有很好的解決，導致本論文對控制部分是從理論角度進行了探討和分析，無法完整的給出仿真數據和結果。
4、因為時間及資金問題，本論文對控制部分和整個柔性速度補償裝置的實驗臺的搭建都沒有完成，無法從實驗的角度給予驗證，是本人從事該課題研究最大的遺憾。所幸，有一位師妹將繼續該方法理論和實驗的進一步探索，希望有好的成績。
上一頁
