采棉机核心部件数控加工工艺设计优化

为有效提升采棉机结构组成的紧凑性与实用性,利用数控加工方法与理论对其核心部件进行加工工艺设计优化与仿真。依照采棉机不同工作需求及采摘棉花的物理特性,对其结构组成与工作原理进行系统理解,为采棉机加装采棉过程智能监控装置实现可控目标;对采棉机核心部件实体参数建模,避开零部件作业共振区域,采用制造特征工艺重组与优化的数控加工工艺理念,建立优化设计理论模型,依照结构化工艺设计流程,导入加工仿真软件,通过加工参数控制与给定,实现模拟仿真。此优化思路清晰,对于采棉机实体加工提供可靠的参考依据,同时为其他农用采摘机具改进提供了思路与方向。     

基于能控机理的插秧机核心构件数控加工方法

为进一步提升插秧机的制造精度与作业效率,从数控加工的能耗控制角度出发,建立插秧机核心部件数控加工的能控数学模型,并通过三维加工仿真UG软件对各构件进行尺寸确定与运动装配,对加工工艺进行参数优化,编制合理科学的数控加工程序。选取相适应的数控机床进行加工试验,通过工步与能耗效率的对应分解,数据处理得出:数控加工工艺与参数的控制与调整对于能效最优化有重要的影响,且能控机理应用后,能效指标可提升15%左右,整机的加工作业效率提升,验证了该思路的可行性,可为其他农业机械制造设计提供参考。     

自动打捆机的关键自由曲面数控加工技术应用

为不断提升自动打捆机的使用寿命与作业效率,从数控技术理论角度对自动打捆机的关键自由曲面进行识别与加工优化。在充分理解打捆机结构组成与硬件控制装置的基础上,考虑加工过程残余高度机理,建立关键自由曲面理论函数与物理模型,从误差补偿、刀具路径、切削刀具、加工顺序及CNC程序编制5个方面逐一按照加工工艺要求选择,并融入约束条件核心算法,进行关键自由曲面数控加工仿真试验。结果表明:整体加工时间较常规加工方法有明显减少,由4.71min缩短至3.79min;同时,切削长度经合理的规划与计算,由1 821.59mm缩短至1 5 4 6.2 3 mm,空刀路径由2 4 5.3 2 mm缩短至8 6.1 2 mm,加工效率约提升1 2%,关键曲面数控加工优化效果明显,具有一定的推广价值。     

应用于自动采棉机的电机永磁性能设计分析

针对自动采棉机的电机在作业过程中较难控制的问题,对自动采棉机进行了设计,并对其电机的永磁性能进行了分析。自动采棉机的主要组成为主控模块、电源管理模块、存储模块、数据采集模块、路径规划模块和执行模块。采棉机的电机采用双凸极永磁电机,通过对电机的结构进行简化,对电机进行等效磁路模型分析和磁导的计算,对电机的永磁性能进行了分析。为验证该自动采棉机的永磁性能和采棉性能,对其进行试验。试验得到了电机的永磁性能曲线,表明自动采棉机采棉效果良好,能够满足用户的需求。     

拖拉机零部件数控多加工路线优化——基于蚁群算法集成求解

数控加工路线是机床零部件加工编程的关键,针对计算机辅助设计中工艺路线规划问题,提出了一种基于蚁群算法集成求解的拖拉机零部件数控多加工路线优化算法,可根据加工元、加工方法及加工元约束条件,优化零部件加工机床路线,计算出机床最优的加工工艺路线。通过实例验证,证实了该方法可以较大程度地优化加工路线,大大节省了加工时间,提高了作业效率。     

基于UG自动编程技术的拖拉机零件数控加工技术研究

随着现代农业自动化水平的不断提高,更多具有自主作业能力的自动化农业机械被运用到了农业生产过程中,但农机需要精度较高的零部件与之匹配才能实现精准化作业。为了提高拖拉机零件的数控加工效率和精度,将UG软件引入到了零部件的数控加工工艺设计过程中,根据零部件的模型进行了工艺分析和参数确定,在确定好刀具和坐标系、加工工序及刀具走刀路径后,采用UG自动编程技术生成了加工代码,从而有效地提高了数控加工的效率和质量。为了验证方案的可行性,以拖拉机轴类的数控加工为例,对方案进行了可行性验证。验证结果表明:采用UG软件可以自动生成刀具的加工轨迹,并实现加工过程的仿真模拟,最后形成加工代码,证明在拖拉机零部件的数控加工过程中使用UG自动编程是可行的。     

收割机搅龙五轴数控加工刀具路径规划——基于UG仿真和曲线插补

搅龙是收割机较为复杂的零部件,其加工质量影响到收割机进给系统的作业效率和作业质量。为了提高搅龙叶片的加工质量,降低加工误差,提出了一种基于UG仿真和曲线插补算法的五轴数控加工刀具优化算法。在UG仿真软件中建立了工件和刀具的基本模型,根据模型的特点选择了合适的加工环境和加工参数,采用NURBS插补算法,最后自动生成了刀具路径轨迹,并根据刀具路径轨迹进行了走刀仿真模拟,进一步对刀具路径进了优化。仿真实验结果表明:采用UG软件对五轴数控加工刀具路径进行优化后,其加工误差要明显的低于优化前的加工误差,从而验证了刀具路径优化算法的可靠性。     

农业机械零件数控加工方法分析

旨在探讨农业机械零件数控加工方法，以提高零件加工的精度和效率。介绍了数控加工技术的发展历程，并针对农业机械零件加工的特点和需求，分析了数控加工技术在农业机械零件加工中的优势和应用，详细介绍了数控加工技术在农业机械零件加工中的具体操作流程和注意事项。通过试验验证了数控加工技术在农业机械零件加工中的效果，并总结了该技术的优缺点及发展前景。     

应用于智能插秧机的叶盘数控加工参数优化研究

为进一步提高应用于智能插秧机的叶盘加工质量及插秧机整机工作效率,对叶盘的数控加工参数展开优化研究。选定一型号智能插秧机,在对其核心参数及工作原理深入理解基础上,对插秧机的叶盘进行加工参数优化,通过目标寻优函数建立数学模型,并利用绘图软件UG给出叶盘关键组件的三维物理模型,规划好加工工艺路线进行加工试验。研究表明:依照科学数控加工工序及刀具的合理选择,得出的叶盘加工精度较参数优化前可提升10%左右,加工制造成本可降低3%左右,耐用度和智能插秧机的整机工作效率均有提升,此参数优化研究与试验具有重要的实际应用意义。     

一种自动采摘结构模型有限元研究

为充分掌握自动采摘机器作业过程中核心部件的结构受力状态进而对其进行结构优化,并对采摘机器的结构模型进行有限元分析。在全面理解自动采摘工作原理及结构组成的基础上建立核心部件采摘作业的有限元理论控制模型,创建符合实际的采摘结构三维物理模型并导入ANSYS软件,并进行试验。结果表明:针对得出的采摘支撑臂和驱动电机机座的前4阶模态振型和固有频率范围,一方面可清晰了解部件的受应力情况,从而在进行结构设计时有效避开机械共振现象的发生,为提高自动采摘结构的使用寿命奠定基础;另一方面通过电机机座的固有频率数据统计,其试验结果与理论计算值的平均误差范围在2.73%～6.22%之间,误差控制在10%以内,验证了有限元试验分析的可行性,可为类似农机设备优化设计提供参考。     

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。     

一种轮式拖拉机的行走装置VR跟踪系统研究

为了提高轮式拖拉机行走装置的跟踪控制精度与设计优化效率,采用VR处理技术与跟踪控制理论,对其行走装置的VR跟踪系统进行了设计。通过图像准确采集与特征信号提取,在目标跟踪与智能避障核心算法下引入合适的比例因子进行VR跟踪系统模型建立与软硬件设计与仿真试验。试验结果表明:在确保VR场景渲染下拖拉机与作业场景的高度融合基础上,跟踪系统的避障成功率平均为80%以上,纠偏响应速度保持在41.2~43.8s之间,VR跟踪精度保持在89.1%以上,最高可达91.3%;拖拉机整机行走跟踪稳定性能符合实际作业要求,设计可行。该可视化设计研究可为相关学者对农机设备的开发优化提供思路,对于提高拖拉机行走装置及类似机具设计效率有很好的借鉴价值。     

采棉机智能监控系统的设计与研究——基于嵌入式云计算平台

近年来,越来越多的虚拟仪器技术及相应的机械设备得到了一定的推广普及,且在工业生产、农业生产领域取得了巨大效益。为此,基于嵌入式云计算平台设计了一种车载式采棉机自动监测控制系统。以我国新疆棉花生产、采摘作为探究对象,重点介绍了安装车载监控终端如何对采棉机作业位置信息与状态数据进行实时自动采集。     

图像处理技术在采棉机器人中的应用

图像处理技术的应用已从工业领域发展到了农业领域。综合我国棉花非结构化的种植模式以及棉花的特点,概述了图像处理及应用的基本过程,从图像处理的角度重点分析了目标物的识别与定位、导航路径的识别在采棉机器人中的重要性,并总结了图像处理在采棉机器人发展过程中的难点及关键技术。随着高新技术的快速发展,图像处理技术日益成熟,采棉机器人代替人类劳动的梦想一定能够实现。      

基于卷积算法的自动割草机目标检测应用研究

为进一步提高我国自动割草机的目标检测准确度与整机作业效率,采用卷积算法理论针对其检测系统展开设计应用研究。在整机结构组成及作业原理基础上,根据卷积算法执行规则流程,建立目标函数与检测核心模型,并针对检测系统进行软件设计与硬件平台搭建,并进行自动割草机目标检测作业试验。结果表明:经卷积算法应用,自动收割机检测系统可实现目标的快速分类,目标识别准确率平均可达96.33%,图像识别清晰度可提高至95.90%,漏割率大幅度降低,作业效率可提升10%以上,可为割草装备的精准深度优化提供一定的改进思路,且对农业图像视觉识别学科的拓展好具有重要的现实意义。     

基于嵌入式云计算平台的采棉机监控系统设计

为了提高采棉机的自主导航能力,实现采棉机路径规划的在线控制,对采棉机的智能监控系统进行了设计研究,并将多嵌入式平台引入到了智能控制系统中,采用云处理计算方式对多平台节点进行连接,实现了采棉地块视频采集和处理的实时性和智能化。为了验证智能监控系统的可靠性,在棉田对采棉机的智能监控系统进行了实地测试和功能验证。通过测试表明:该监控系统可使采棉机完成路径规划,能够高精度地完成路径在线追踪,其采净率高、落地棉率和含杂率较低,符合大型机械采棉自动化设计的需求。本次研究为云处理技术在嵌入式平台上的应用提供了有效解决方法,对于大型智能机械装备自动化和信息化监控仪器开发具有指导和借鉴意义。