【摘 要】
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传统的络纱机自动化程度较低,多为单工位的生产状态,需要大量的人工进行纱筒的上下料。为提升络纱机生产效率,本文提出了基于机器人的多工位络纱机系统。针对络纱机的特点,通过对机器人手臂进行选型和基础运动学研究,对络纱机系统进行布局优化,对机器人手臂进行上下料路径规划及优化,得出生产高效的多工位络纱机系统,具体研究内容如下:（1）进行机器人手臂的选型及运动学研究。面向本文提出的多工位络纱机系统特点,引入机
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传统的络纱机自动化程度较低,多为单工位的生产状态,需要大量的人工进行纱筒的上下料。为提升络纱机生产效率,本文提出了基于机器人的多工位络纱机系统。针对络纱机的特点,通过对机器人手臂进行选型和基础运动学研究,对络纱机系统进行布局优化,对机器人手臂进行上下料路径规划及优化,得出生产高效的多工位络纱机系统,具体研究内容如下:（1）进行机器人手臂的选型及运动学研究。面向本文提出的多工位络纱机系统特点,引入机器人手臂代替人工进行纱筒的上下料,并选取合适型号的机器人手臂。进行机器人手臂正运动学、逆运动学分析,并使用MATLAB软件验证运动学的合理性;（2）进行络纱机工作系统设备的工位布局优化。针对生产中的机器人手臂运动时间、机器人手臂灵活性和设备不发生干涉3个条件,构造合理的优化目标函数。针对布局优化的特点,对传统的粒子群算法进行合理改进,提升设备布局优化的准确度;（3）进行机器人手臂路径规划及优化。对比三次多项式插值法、五次多项式插值法和“3-5-3”式混合多项式插值法,选取合理的算法对机器人手臂上下料过程进行轨迹规划。采用改进的粒子群算法对机器人手臂上下料过程进行时间最短的优化,为设备故障等不利因素留出足够的缓冲时间,以保证络纱过程稳定有序;（4）进行络纱机工作策略的制定及仿真。考虑大纱筒缺纱和断纱等情况,制定合理的络纱机工作策略,并绘制对应的工作节拍图。使用PROCESS SIMULATION软件对机器人手臂上下料过程进行仿真,检查设备是否干涉及机器人手臂运动可达性,并验证工作节拍的合理性。
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