自動注湯ロボットの液面挙動シミュレータと制振制御システムの開発

自动浇注机器人液位行为模拟器及减振控制系统开发

基本信息

批准号：
12750183
负责人：
矢野賢一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度,溶湯搬送・注湯プロセスに関して,液面振動特性を明らかにし,3次元搬送軌道を考慮した液体搬送システムや湯口カップ内液位レベルを制御するアドバンスト注湯システム,搬送時や注湯時のスロッシングを抑制する高性能な自動注湯ロボットを実現した.また,液面挙動シミュレータを適用することにより,実際の溶湯を対象とした溶湯搬送制御システムの開発を行った.以下に,具体的な研究内容を示す.(1)3次元液体搬送システムの開発制御目的に応じて,制約条件を付加できる多目的制御を適用した液体搬送システムの開発を完成させた.また,工場の空間をうまく利用するための,3次元搬送軌道を考慮した搬送システムを開発した.(2)傾動式自動注湯機における湯口カップ内液面レベル制御注湯における波の動きを解析し,注湯装置である機械システムと溶湯(実験室では水を用いる)の流体システムの連成系となる注湯システムのモデリングを行った.最終的には,外乱やモデル化誤差に対するロバスト性を保証した上で,湯口カップ内の液面レベルを制御できるアドバンスト注湯システムを開発した.(3)流体挙動シミュレータを用いた溶湯搬送制御システム設計本研究では,CFDモデルを適用した流体挙動シミュレータによる仮想制御実験を行うことにより,実際の溶湯を対象とした液体搬送制御システムの設計法を提案した.その結果として,実際に実機を用いての同定実験や検証実験を行わずにスロッシングを制振しながら溶湯を搬送できる溶湯搬送制御システムを実現した.(4)自走式自動注湯ロボットの開発湯温の低下防止による品質の向上,生産ラインの効率化などを考慮し,型の搬送を止めず,かつ自動注湯機を型搬送に同期させた状態で注湯する自走式自動注湯ロボットの開発に成功した.

今年，关于金属液输送和浇注过程，我们明确了液位振动特性，开发了考虑三维输送轨迹的液体输送系统、控制浇道杯内液位的先进浇注系统、并开发了抑制晃动的高性能自动浇注机器人。此外，通过应用液面行为模拟器，开发了针对实际熔融金属的熔融金属输送控制系统。 (1) 三维液体输送系统的开发我们已经完成了应用多目的控制的液体输送系统的开发，该系统可以根据控制目的添加约束，我们开发了一种考虑到三维的输送系统。 (2)可倾式自动浇注机浇道杯内液位的控制分析了浇注过程中波浪的运动情况，研究了浇注装置的机械系统和熔融金属流体(水)。实验室使用）我们对浇注系统进行了建模，这是一个耦合系统。最后，我们创建了一种先进的浇注系统，可以控制浇口杯中的液位，同时确保对干扰和建模误差的鲁棒性（3）熔融金属传输控制系统的设计。使用流体行为模拟器在这项研究中，我们使用流体行为模拟器进行了虚拟控制实验，该模拟器应用 CFD 模型来开发实际熔融金属的液体传输控制系统。结果，我们实现了一种熔融金属输送控制系统，无需使用实际设备进行识别或验证实验，即可在抑制晃动的同时输送熔融金属。（4）自走式自动注料机热水机器人的开发为了防止热水温度下降来提高质量，并提高生产线的效率，我们开发了一种自走式热水机器人，可以在不停止热水输送的情况下倒出热水。成功开发出自动浇注机与模具的输送同步。