基于快换盘传感器的故障预警系统设计与IO信号的无线方案
机械工程资助企业:
上海桥田智能设备有限公司
企业导师: 丁云涛

指导教师: 董广明

项目成员: 张之信 徐靖劼 林煜航

项目概述
机器人快换盘是应用在工业机器人末端的一种柔性连接工具,其作用是让单台工业机器人在应用过程中自动切换不同的末端执行工具,以增加工业机器人使用的柔性,提高工业机器人的性价比。
根据快换盘在机器人上的各种状态,开发一个基于各种类型的传感器的监测系统,实时采集产品在运行过程中的各项数据并分析(包括位置、精度、加持力、脱开力等各种类型数据均可),提前预警潜在故障。传感器传输参考C38、QCM、T12等信号模块,基于wifi模块,开发一款不用公母对插,即可实现信号无线传输的方案。
项目目标
1、成功开发一套基于各种类型的传感器的监测系统, 实时采集产品在运行过程中的各项数据并分析(包括位置、精度、加持力、脱开力等各种类型数据)
2、基于检测数据,识别故障模式;
3、基于检测数据,提前给出预警;
4、输出结题报告。
项目成果
1、分析了快换盘技术的行业现状,解析桥田智能快换盘的结构原理与控制方式。
2、通过故障树分析法(FTA)与故障表,系统梳理了快换盘的典型故障模式及其内在关联。
3、借助solidworks,comsol,ansys等3D建模及仿真软件,揭示了异物侵入对快换盘动态响应特性的影响机理。
4、制作了八路信号模拟与仿真模块,最高支持150V/6A信号输入与输出。
5、制作了集成度较高的信号传输模块,大小为20x50mm,其内部涵盖usb通信、wifi通信、高低压信号电平转换、电源转换等功能。
6、对电路原理图建立仿真模型,分析了其工作状态与耐压情况。
7、采用RF、XGB等经典算法对数据集进行分析,实现分类功能、特征筛选以及数据特点总结。
8、参考论文代码数学逻辑,将MVT-Flow算法和XGB算法进行集成,得到更高效率和准确率的算法,并对数据集进行消融实验,评估不同组件对整体性能的贡献。