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克兰菲尔德大学

新技术提高了千米尺度精密CNC机器的速度和精度40%

克兰菲尔德大学是一位英国研究生和科研论大学,专门从事科学,工程,技术和管理。超精密的EPSRC创新制造中心是Cranfield大学精密工程学院与剑桥大学制造所之间的合作。它旨在创造超高精度制造工艺和工具,用于制造具有纳米级精度的产品,这些产品可由公司使用,以提高产品产量和质量,并保持竞争优势。

“Speedgoat机器的设置,将模拟输入连接到加速度计和模拟输出到商用运动控制器,非常容易。”

“目标机器与Simulink软件完美无瑕地工作,并为我提供强大的原型工具,用于调试。”

克兰菲尔德大学航空航天,运输和制造学院研究员Jonathan Abir

成功的故事

虚拟计量框架

该项目的目标是提高在Cranfield大学开发的CNC机器的动态性能。Meso Scale Research Platform是一个6轴微加工中心,能够产生纳米尺度特征,超过厘米的产品区域。

由于机架中的微小扭曲,加工的不准确发生。为了减少这些影响,团队希望使用测量系统实时确定帧的位移,并将数据与来自传统编码器的测量相结合,也适用于平台。

设计了“虚拟计量框架”概念,其中加速度计用于测量动态位移而无需第二参考帧。

信号处理

开发了一种信号处理算法以滤除从加速度计测量的低频噪声,并将信号分开以估计位移。

对于信号处理算法的快速原型设计,需要目标机器,其提供非常低的延迟和高计算能力。

选择了SpeedGoAT性能实时目标机器以获得其潜力,并且因为它与MathWorks的Simulink和Simulink实时一起使用,它提供了强大的工具,可以在台式计算机和目标机器上调试和原型设计算法。

信号处理

实施和结果

目标机器被配置为以54 kHz的速率采样加速度计。然后使用优化的滤波器估计帧位移,并且转换为模拟信号的值然后被发送到商业运动控制器(Aerotech A3200)。

运动控制器用于读取传统编码器,并将测量与来自加速度计的处理后的信号组合,以便通过增加的精度驱动CNC机器的定位伺服。

新的控制系统允许伺服带宽至少提高40%。这转化为加工速度或准确性增加40%。计划进一步改进允许更大的改进。Abir先生现在正在Cranfield Venture计划内工作,以形成一个初创公司,以将技术商业化。yabo下载网址


Bedfordshire,英格兰

www.cranfield.ac.uk.

下载PDF.

Mathworks产品使用

  • MATLAB®
  • Simulink®.
  • Matlab Coder™
  • Simulink Coder™
  • Simulink Real-Time™

相关成功案例

资源



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