复合型海绵床垫生产用绵主要通过天然乳胶或者聚氨酯等材料进行发泡制成。发泡而成的海绵形如食品行业里的吐司面包,经过去壳切割、分片切割后,制成了待喷胶粘合的半成品。在这些组合垫的生产的过程中,需要将各个层逐层进行叠加覆合。由于其材质柔软几乎没有刚性,加上本身的切割误差和搬运变形,以及慢回弹等特性,在叠加覆合过程中需要保证叠层的位置、角度以及大小极其准确。本研究讨论了这一行业难题,并在利用工业机器人和机器视觉等智能制造设备的基础之上,对面向复合型的海绵床垫智能制造生产行业的工业机器人末端执行工具进行了深入研究与设计。通过对海绵材质和变形形态进行分析,确定纠偏覆合方案。划分了纠偏区域,确定了纠偏自由度,使其具有高兼容性,适用于多规格并线生产。依据纠偏需求对末端执行机构进行一系列的设计,包括纠偏模块的设计,刺绵器的设计,强度仿真校核等。引入了步进电机作为纠偏运动执行单元的概念,阐述了纠偏速度和位置精度控制的重要意义,研究了纠偏步进电机的原理和性能。分析步进电机升降速脉冲曲线优劣,得出了升降速线性叠加正弦函数,提升了步进电机性能,减小了失步及过冲现象发生几率。以传统的步进电机所使用的控制方法和相应的数学模型为基础,给出电流矢量波幅恒定匀称旋转和细分可变两者相组合的精控方法,并且推导出新型趋圆自适应调整的模型。减轻了电机低频振荡现象,增强了分辨率,提升了转矩和转速,使步距更加均匀。在一定程度上提高了纠偏精度,缓解了纠偏运动执行单元运动控制精度不佳的问题。本文的深入设计与研究工作旨在对复合型海绵床垫生产行业的智能制造设备进行一定的改善优化,对产业升级进行相关补充。