滚丝机上下料机械手的设计、轨迹规划及控制研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuliaoaiaia
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
伴随着工业4.0时代的发展,各国制造业自动化和智能化水平得到了极大的提高,这与工业机器人的设计和使用息息相关。然而,目前国内中小企业无力购买大量工业机器人,尤其滚丝工艺的上下料任务仍由人工完成,存在效率低下、安全系数低以及自动化水平低的问题。在这一研究背景下,本文在了解了国内外滚丝机及上下料机械手的最新发展情况的基础上,通过掌握滚丝机的各项技术参数和轨迹要求,在考虑成本的前提下,设计出经济、适用的机械手系统,并对其进行理论研究和仿真分析。首先,本文介绍了上下料机械手的研究背景、意义和国内外研究现状,根据滚丝机实际的工艺要求,在Solidworks中对上下料机械手主要零部件的结构、驱动系统和传动系统进行了设计,包括所用步进电机和减速器的选型,完成了上下料机械手机械系统部分的设计,为下文运动学和动力学仿真提供了一定的基础。然后,通过机器人的三维模型建立其D-H坐标系,运用代数法计算机器人的正、逆向运动学方程,在MATLAB中运用SimMechanics工具箱对其进行虚拟杆件建模,通过仿真计算得到机器人的工作空间,从而有利于机器人位置的合理布置。运用MATLAB中的Robotics Toolbox工具箱对其进行正、逆向运动学仿真,验证了运用代数法求得运动学方程的正确性。选取一段路径对其进行关节空间轨迹规划,为下文整条路径的轨迹规划提供了参考意义。再次,根据机械手与滚丝机的空间布局求出了机械手上下料轨迹中一些关键点的坐标,通过MATLAB求出其逆解,运用3次B样条曲线对各关节角度进行插值,得到的角度与时间的曲线作为ADAMS动力学仿真中的驱动函数,通过动力学仿真得到机械手末端的轨迹曲线、运动学和动力学参数。其中,运动学参数表明机械手能满足滚丝机的上下料要求;动力学参数表明机械手能平稳运行以及各关节电机选型合理。最后,通过绘制机械手详细的动作流程图来确定机械手控制系统的I/O数,在此基础上对其进行地址分配及PLC选型,运用STEP 7-Micro/WIN软件对其进行编程,给出了主程序和部分自动运行程序的梯形图,实现了上下料机械手的托盘规格的柔性化,从而为后续物理样机的实现提供一定的控制基础。总体来说,本文通过对机器人学的理论研究,设计出一种由电气驱动的4自由度机械手。通过对其进行仿真分析和软件编程,表明该机械手能顺利地完成滚丝工艺的上下料任务,为后续物理样机的制造提供了宝贵的基础。
其他文献
随着社会不断地发展进步,车辆在人类的生活中扮演着越来越重要的角色,同时人们对车辆的性能要求更加严格。其中,车辆的舒适性越来越受到人们的关注。车架作为车辆结构的装配
期刊
本文分析了刚塑性有限元模拟系统及其前后置处理模块的结构和功能,设计了该系统的架构并研究了其中的前、后置处理算法及编程技术。采用面向对象的编程方法,开发了用于刚塑性
我和我们这个共和国同年.三十岁,对于一个共和国来说,那是太年轻了.而对一个姑娘来说,却有嫁不出去的危险.rn不过,眼下我倒有一个正儿八经的求婚者.看见过希腊伟大的雕塑家米
期刊
期刊
随着经济的高速发展和人口的增长,我国每年的用水量和污水排放量持续增加,污水处理问题受到越来越广泛的关注。在众多水处理方法中,絮凝沉降法是目前国内外普遍采用的一种既经济又简便的水处理方法。传统絮凝剂中广泛使用的铁系、铝系及聚丙烯酰胺类絮凝剂会造成一定的污染,且对人体健康存在潜在危害,易引发老年痴呆症、癌症等疾病。微生物絮凝剂是天然生物高分子絮凝剂,其絮凝效果好,对人体无害,易被生物降解,不会污染酒糟
快速成型技术区别于传统的“去除材料”加工模式,其通过分层处理技术将复杂的三维零件变成一系列二维层面的加工,较之传统的加工方法节约工时和成本。快速成型技术的核心是分层处理,对模型的分层结果直接决定了最终的成型效率和精度。本课题针对STL模型在快速成型技术中的分层处理环节进行了研究,开发了基于MFC单文档应用程序框架模板和OpenGL图形库的分层处理应用程序STLSlicing,该软件以文本格式的ST
期刊
不确定性广泛存在于实际问题中,虽然在多数情况下参数的不确定性较小,但是多个参数的不确定性耦合在一起将可能导致系统响应产生不可忽略的偏差。因此,在结构优化设计中考虑参数的不确定性是十分必要的。概率方法已经成为处理不确定性问题的主要方法,然而概率模型需要大量不确定信息用以构建精确概率分布来描述参数的不确定性,这对于许多工程实际问题来说是非常困难的。非概率凸模型方法只需知道参数的变化边界而非其精确的概率
目的探讨血管生成抑制剂联合化疗治疗复发性卵巢癌的疗效与安全性。方法检索Pub Med、Embase、Cochrane Library、中国生物医学文献数据库、中国知网、维普与万方数据库,收集