新型石板材上下料装置的结构设计与轨迹规划

发布时间：2020-02-11 02:18

【摘要】：为提高石板材研磨生产线的自动化水平,改善石板材上下料装置的适应性、稳定性和工作效率,在现有的石板材上下料装置基础上,设计新型石板材上下料装置,并根据轨迹规划方法,在直角坐标空间中对末端执行器进行了轨迹规划。采用有过渡圆弧的门字路径以避免末端执行器在拐角处抖动,分别对三个平动和一个转动采用修正梯形加速度模式,使末端执行器的位移、速度、加速度随时间连续变化,平滑过渡。在Adams和Matlab中进行运动仿真,结果表明:采用有过渡圆弧的门字路径和修正梯形加速度模式的轨迹规划方案,装置运行平稳,动力特性好,工作效率高。
【图文】：

动规律加速突变的缺陷，但是相比修正梯形加速度规律，效率较低［10］。运动轨迹可在关节坐标空间和直角坐标空间中进行规划，但对于需要避开一定障碍物的花岗石板材上下料装置，，适合采用直角坐标空间［11］。因此，本文在直角坐标空间中采用有过渡圆弧的门字路径和修正梯形加速度模式，并利用Adams和Matlab进行运动仿真，通过分析末端执行器的位移、速度、加速度的时间响应、运动特性和工作效率，从而验证轨迹规划的合理性。1装置工况介绍及结构设计1．1自动上下料装置的工况介绍板材的上下料流程如图1所示，板材在料台上有两种摆放方式，如图2a所示的水平放置和图2b所示的倾斜放置。水平放置方式主要是针对毛面板材;倾斜放置方式主要针对光面板材，以避免已加工表面擦伤。石板材自动上下料装置的任务就是实现板材由料台到辊道过程的自动化。某石板材研磨生产线的相关技术参数如表1所示。图1石板材研磨生产线上下料流程(a)板材水平放置(b)板材倾斜放置图2石板材在料台上的放置方式表1生产线相关技术参数项目技术参数生产节拍10～45s/次板材长度700～2500mm板材宽度500～1000mm板材厚度10～30mm放置倾角80°载荷范围10．5～225kg1．2自动上下料装置的结构设计作者设计了一套结构简单、紧凑，经济适用的悬臂式石板材自动上下料装备，如图3所示，包括立柱、横梁、纵向运动机构、横向运动机构、翻转机构、末端执行器、辊道和料台。横向运动机构由伺服电机驱动齿轮齿条沿横梁往复运动;纵向运动机构由气缸驱动沿横向运动机构上下运动;板材吸附装置固定在纵向运动机构下端，由固定在纵向运动机构上的气缸推动末端执行器实现翻转运动，这样末端执行器有沿x、y方向的平动自由度和沿z轴的转动自由度，共三个

渭铀俣裙?律，效率较低［10］。运动轨迹可在关节坐标空间和直角坐标空间中进行规划，但对于需要避开一定障碍物的花岗石板材上下料装置，适合采用直角坐标空间［11］。因此，本文在直角坐标空间中采用有过渡圆弧的门字路径和修正梯形加速度模式，并利用Adams和Matlab进行运动仿真，通过分析末端执行器的位移、速度、加速度的时间响应、运动特性和工作效率，从而验证轨迹规划的合理性。1装置工况介绍及结构设计1．1自动上下料装置的工况介绍板材的上下料流程如图1所示，板材在料台上有两种摆放方式，如图2a所示的水平放置和图2b所示的倾斜放置。水平放置方式主要是针对毛面板材;倾斜放置方式主要针对光面板材，以避免已加工表面擦伤。石板材自动上下料装置的任务就是实现板材由料台到辊道过程的自动化。某石板材研磨生产线的相关技术参数如表1所示。图1石板材研磨生产线上下料流程(a)板材水平放置(b)板材倾斜放置图2石板材在料台上的放置方式表1生产线相关技术参数项目技术参数生产节拍10～45s/次板材长度700～2500mm板材宽度500～1000mm板材厚度10～30mm放置倾角80°载荷范围10．5～225kg1．2自动上下料装置的结构设计作者设计了一套结构简单、紧凑，经济适用的悬臂式石板材自动上下料装备，如图3所示，包括立柱、横梁、纵向运动机构、横向运动机构、翻转机构、末端执行器、辊道和料台。横向运动机构由伺服电机驱动齿轮齿条沿横梁往复运动;纵向运动机构由气缸驱动沿横向运动机构上下运动;板材吸附装置固定在纵向运动机构下端，由固定在纵向运动机构上的气缸推动末端执行器实现翻转运动，这样末端执行器有沿x、y方向的平动自由度和沿z轴的转动自由度，共三个自由度，四个分运动。装置在横梁最远?

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