卫生陶瓷修坯机械手的构型设计
发布时间：2021-10-27 00:05
为解决传统打磨机器人的弊端,提出一种结构简单、适应复杂曲面、角度实时反馈的仿人手打磨的卫生陶瓷修坯机械手机构,同时对修坯机械手的机构、机器人腕部变化进行了分析,对角度测量装置进行了设计,并对修坯机械手的工作站进行了仿真分析。分析了机械手针对复杂曲面的工作原理,根据实际工作环境确定机械手各组成部分的基本尺寸,对机械手整体机构进行了设计并建立了三维模型,同时对手指的角度采集功能进行了设计。根据D-H参数法分析了机器人各连杆之间的位置变换关系,Euler法确定了机器人腕部的位姿变换矩阵;同时通过ANSYS软件分析了手指与坐便器表面的接触压强,通过MATLAB分析了修坯机械手的工作空间,验证了修坯机械手机构设计的可行性。选择阻值合适的电位器和NI电压采集卡搭建手指旋转角度的采集装置,通过Lab VIEW软件创建信号采集程序框图并设计采集程序界面,运行程序后得到规定范围内的角度值;使用机器人仿真软件Robot Studio构建机器人修坯工作站并导入机械手模型、建立Smart组件和配置I/O信号创建机器人工作系统,并观察运行状况。图70幅;表3个;参48篇。
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高压注浆设备
第1章绪论-3-制浆、注浆成型、毛坯晾干、修整毛坯、毛坯喷施釉料和烧制坯体等[9]。图1陶瓷生产工艺图Fig.1Ceramicproductionprocessdiagram图1可以清晰了解到陶瓷产品从设计到成品的诸多工序，修坯工序在坯体干燥之后，可见该工序对成品外形质量的重要性。修坯工序的目的主要是使卫生洁具表面光滑、坯体连贯，使其成为可以适应施釉工序及进窑烧制的精坯。图2高压注浆设备图3施釉机器人Fig.2HighpressuregroutingequipmentFig.3Glazingrobot现阶段，上述卫生陶瓷生产工艺中部分阶段已使用机械化作业。例如，如上图2在卫生陶瓷泥浆处理阶段使用注浆机设备提高模具注浆速率；如上图3在卫生陶瓷施釉阶段使用智能施釉机器人不仅作业高效而且喷涂均匀；在对卫生陶瓷毛坯进行搬运时可以使用AGV搬运车大幅提高搬运效率，如图4所示。处于修坯阶段的卫生陶瓷虽基本实现干燥，但其表面强度仍较低，不适合机器人作业，所以在卫生陶瓷修坯阶段仍多数采用手工打磨。当前，陶瓷生产商基本是在坯体湿软的情况下
华北理工大学硕士学位论文-4-进行修坯作业，即采用湿擦法，这样只产生少量粉尘但工件干燥后容易干裂，影响陶瓷外观[10]。图4AGV搬运机器人Fig.4AGVhandlingrobot修坯是陶瓷入窑烧制前的关键部分，对陶瓷成品的外形及质量影响甚大。人工在对卫生陶瓷的干坯进行修坯作业时，要求工人具有丰富的工作经验才能保证卫生陶瓷外形完整，这就增大了工人工作量，而且干擦时容易产生大量粉尘。调查研究表明，粉尘中含有大量游离SiO2，其中10%~50%为矽尘，一旦大量吸入将对一线工人的健康造成巨大危害，这就造成卫生陶瓷生产商招聘此类员工困难[11,12]。图5冲落式坐便器图6虹吸式坐便器Fig.5FlushingtoiletFig.6Siphonictoilet由图5和图6比较可知，在为顾客需求的同时，坐便器的复杂曲面提高了卫生
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于旋量理论的六自由度林果采摘混联机械臂运动学逆解[J]. 李立君,刘涛,高自成,廖凯,李禹卓,许世斌. 农业工程学报. 2019(08)
[2]Pseudo-static/dynamic solutions of required reinforcement force for steep slopes using discretization-based kinematic analysis[J]. Changbing Qin,Siau Chen Chian. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(02)
[3]机器人力觉示教的力控制及仿真分析[J]. 李占贤,韩静如,王志军,崔冰艳. 机械设计与制造. 2019(02)
[4]基于MATLAB的六自由度焊接机器人的运动学仿真与轨迹规划[J]. 邢红辉,王保升,洪磊,左健民,石朗春. 机械设计与制造工程. 2018(12)
[5]基于D-H法的包装分拣机械手运动学分析和轨迹规划[J]. 付香雪,韩顺杰,张冬冬,于佳文. 包装与食品机械. 2018(05)
[6]陶瓷生产企业尘肺风险评估研究[J]. 高子清. 工业卫生与职业病. 2017(06)
[7]基于被动柔顺的机器人抛磨力/位混合控制方法[J]. 黄婷,孙立宁,王振华,禹鑫燚,陈国栋. 机器人. 2017(06)
[8]3-PPSR柔性并联机器人力控制研究[J]. 栾玉亮,荣伟彬,吴方勇,孙立宁. 西安交通大学学报. 2017(04)
[9]谈卫生陶瓷产品的发展变化及一些认识[J]. 岳邦仁. 陶瓷. 2017(01)
[10]基于离线编程的机器人柔顺打磨方法及实验[J]. 谢小辉,孙立宁,程源. 南京理工大学学报. 2016(05)
博士论文
[1]基于旋转电弧传感焊接机器人跟踪矩形焊缝的研究[D]. 乐健.南昌大学 2018
[2]基于手部特征的多模态生物识别算法研究与系统实现[D]. 竺乐庆.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于LabVIEW的电动汽车电机控制硬件在环测试系统设计[D]. 唐文军.吉林大学 2018
[2]基于虚拟仪器的斜圈弹簧综合测试软件开发[D]. 王东.西安理工大学 2018
[3]七自由度仿人机械臂设计与分析[D]. 李宁.大连交通大学 2018
[4]面向叶片机器人砂带磨抛加工的主被动力控制技术研究[D]. 余汉林.华中科技大学 2018
[5]基于ABB RobotWare的闸板堆焊路径规划及RobotStudio仿真优化[D]. 马力超.兰州理工大学 2018
[6]基于力反馈的打磨机器人控制系统研究[D]. 刘志恒.哈尔滨工业大学 2017
[7]工业机器人打磨过程的阻抗控制方法研究[D]. 王于玮.浙江工业大学 2017
[8]基于数字电位器的模数转换电路研究[D]. 田小尤.吉林大学 2016
[9]卫生陶瓷生产工艺链能效评估及优化方法研究[D]. 李阳.广东工业大学 2016
[10]新型磁电式多圈绝对编码器设计[D]. 薛继卓.黑龙江大学 2015
本文编号：3460463
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高压注浆设备
第1章绪论-3-制浆、注浆成型、毛坯晾干、修整毛坯、毛坯喷施釉料和烧制坯体等[9]。图1陶瓷生产工艺图Fig.1Ceramicproductionprocessdiagram图1可以清晰了解到陶瓷产品从设计到成品的诸多工序，修坯工序在坯体干燥之后，可见该工序对成品外形质量的重要性。修坯工序的目的主要是使卫生洁具表面光滑、坯体连贯，使其成为可以适应施釉工序及进窑烧制的精坯。图2高压注浆设备图3施釉机器人Fig.2HighpressuregroutingequipmentFig.3Glazingrobot现阶段，上述卫生陶瓷生产工艺中部分阶段已使用机械化作业。例如，如上图2在卫生陶瓷泥浆处理阶段使用注浆机设备提高模具注浆速率；如上图3在卫生陶瓷施釉阶段使用智能施釉机器人不仅作业高效而且喷涂均匀；在对卫生陶瓷毛坯进行搬运时可以使用AGV搬运车大幅提高搬运效率，如图4所示。处于修坯阶段的卫生陶瓷虽基本实现干燥，但其表面强度仍较低，不适合机器人作业，所以在卫生陶瓷修坯阶段仍多数采用手工打磨。当前，陶瓷生产商基本是在坯体湿软的情况下
华北理工大学硕士学位论文-4-进行修坯作业，即采用湿擦法，这样只产生少量粉尘但工件干燥后容易干裂，影响陶瓷外观[10]。图4AGV搬运机器人Fig.4AGVhandlingrobot修坯是陶瓷入窑烧制前的关键部分，对陶瓷成品的外形及质量影响甚大。人工在对卫生陶瓷的干坯进行修坯作业时，要求工人具有丰富的工作经验才能保证卫生陶瓷外形完整，这就增大了工人工作量，而且干擦时容易产生大量粉尘。调查研究表明，粉尘中含有大量游离SiO2，其中10%~50%为矽尘，一旦大量吸入将对一线工人的健康造成巨大危害，这就造成卫生陶瓷生产商招聘此类员工困难[11,12]。图5冲落式坐便器图6虹吸式坐便器Fig.5FlushingtoiletFig.6Siphonictoilet由图5和图6比较可知，在为顾客需求的同时，坐便器的复杂曲面提高了卫生
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于旋量理论的六自由度林果采摘混联机械臂运动学逆解[J]. 李立君,刘涛,高自成,廖凯,李禹卓,许世斌. 农业工程学报. 2019(08)
[2]Pseudo-static/dynamic solutions of required reinforcement force for steep slopes using discretization-based kinematic analysis[J]. Changbing Qin,Siau Chen Chian. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(02)
[3]机器人力觉示教的力控制及仿真分析[J]. 李占贤,韩静如,王志军,崔冰艳. 机械设计与制造. 2019(02)
[4]基于MATLAB的六自由度焊接机器人的运动学仿真与轨迹规划[J]. 邢红辉,王保升,洪磊,左健民,石朗春. 机械设计与制造工程. 2018(12)
[5]基于D-H法的包装分拣机械手运动学分析和轨迹规划[J]. 付香雪,韩顺杰,张冬冬,于佳文. 包装与食品机械. 2018(05)
[6]陶瓷生产企业尘肺风险评估研究[J]. 高子清. 工业卫生与职业病. 2017(06)
[7]基于被动柔顺的机器人抛磨力/位混合控制方法[J]. 黄婷,孙立宁,王振华,禹鑫燚,陈国栋. 机器人. 2017(06)
[8]3-PPSR柔性并联机器人力控制研究[J]. 栾玉亮,荣伟彬,吴方勇,孙立宁. 西安交通大学学报. 2017(04)
[9]谈卫生陶瓷产品的发展变化及一些认识[J]. 岳邦仁. 陶瓷. 2017(01)
[10]基于离线编程的机器人柔顺打磨方法及实验[J]. 谢小辉,孙立宁,程源. 南京理工大学学报. 2016(05)
博士论文
[1]基于旋转电弧传感焊接机器人跟踪矩形焊缝的研究[D]. 乐健.南昌大学 2018
[2]基于手部特征的多模态生物识别算法研究与系统实现[D]. 竺乐庆.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于LabVIEW的电动汽车电机控制硬件在环测试系统设计[D]. 唐文军.吉林大学 2018
[2]基于虚拟仪器的斜圈弹簧综合测试软件开发[D]. 王东.西安理工大学 2018
[3]七自由度仿人机械臂设计与分析[D]. 李宁.大连交通大学 2018
[4]面向叶片机器人砂带磨抛加工的主被动力控制技术研究[D]. 余汉林.华中科技大学 2018
[5]基于ABB RobotWare的闸板堆焊路径规划及RobotStudio仿真优化[D]. 马力超.兰州理工大学 2018
[6]基于力反馈的打磨机器人控制系统研究[D]. 刘志恒.哈尔滨工业大学 2017
[7]工业机器人打磨过程的阻抗控制方法研究[D]. 王于玮.浙江工业大学 2017
[8]基于数字电位器的模数转换电路研究[D]. 田小尤.吉林大学 2016
[9]卫生陶瓷生产工艺链能效评估及优化方法研究[D]. 李阳.广东工业大学 2016
[10]新型磁电式多圈绝对编码器设计[D]. 薛继卓.黑龙江大学 2015
本文编号：3460463
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