基于工业机器人线束自动包覆设备控制系统开发
发布时间：2022-12-22 02:02
线束是电气设备的基本元件,在各类家用电器以及自动化设备中均有广泛的使用。由于线束种类繁多,结构形式多种多样。线束的包覆工序多以人工的方式进行加工。目前国内外使用线束胶带包覆设备多为半自动化产品,在一定程度上减轻了操作工人的负担,但未能实现线束包覆的全自动加工。工业机器人是现代工业中实现自动化、智能化生产的重要工具。本课题组设计研发了一种基于工业机器人的线束自动包覆设备,本文主要对该设备的控制系统进行研究。论文首先介绍了基于工业机器人线束自动包覆设备的基本组成,然后分析总结线束包覆的技术要求以及工艺要求,结合线束自动包覆设备的特点对控制系统进行设计。根据设计思路以及设计方案,本文对所用到的硬件进行了选型设计。为了满足线束包覆加工的技术要求和相关工艺要求,本文设计了机器人的末端执行器以及布线板的控制装置,使用PLC作为下位机,对工业机器人、末端执行器以及布线板进行动作协调,实现了不同工艺要求下的线束包覆动作。本文建立了线束包覆运动的数学模型,提出基于工业机器人线束自动包覆设备控制系统软件总体结构,还介绍了控制系统中主要的控制功能模型;使用传统蚁群算法对包覆路径进行优化,并使用Matlab进...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 线束自动化包覆研究现状
1.2.1 固定式线束包覆机
1.2.2 移动式线束包覆机
1.3 工业机器人在线束工业中应用
1.4 课题研究的主要内容
1.5 本章小结
第2章 线束包覆的技术要求与总体方案设计
2.1 线束包覆技术要求
2.2 基于工业机器人的线束包覆设备
2.2.1 设备总体构成
2.2.2 末端执行器介绍
2.2.3 布线板介绍
2.3 控制系统总体设计
2.3.1 控制系统的主要功能
2.3.2 控制系统构成
2.4 本章小结
第3章 线束包覆运动及控制模型
3.1 线束主干包覆运动建模
3.2 线束固定段包覆运动建模
3.3 信息交互模型
3.4 控制功能模型
3.4.1 包覆路径设定模块
3.4.2 工艺参数设定模块
3.4.3 视觉检测模块
3.5 本章小节
第4章 系统硬件的选用
4.1 工业机器人本体的选用
4.2 核心控制器单元的选型
4.3 驱动器和驱动电机选型
4.3.1 线束张紧力测试
4.3.2 驱动电机的选型
4.4 线束分支点夹具气缸选型
4.5 传感器的选型
4.6 触摸屏的选取
4.7 本章小结
第5章 线束自动化包覆控制系统的软件设计
5.1 系统软件总体设计
5.1.1 线束自动化包覆流程
5.1.2 控制系统的软件结构
5.2 控制系统通信部分设计
5.2.1 PLC与工业机器人的通信
5.2.2 控制系统与视觉检测模块通信
5.3 人机界面设计
5.3.1 自动运行界面的设计
5.3.2 设备监控界面的设计
5.3.3 系统设置界面的设计
5.3.4 记录界面的设计
5.4 PLC功能程序设计
5.4.1 PLCI/O分配以及程序功能地址的划分
5.4.2 PLC程序设计
5.5 本章小结
第6章 线束包覆路径规划设计
6.1 路径规划方法的选用
6.2 蚁群算法原理与步骤
6.2.1 蚁群算法原理
6.2.2 蚁群算法的流程
6.3 模型的建立与分析
6.3.1 对于模型的假设
6.3.2 建立仿真模型
6.4 迭代计算实验
6.5基于C#的蚁群算法界面设计
6.6 本章小结
第7章 工程实施
7.1 控制柜设计与安装
7.2 现场调试
7.2.1 步进电机调试
7.2.2 夹具的调试
7.2.3 传感器调试
7.3 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 工作及结论
8.2 展望与不足
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文
论文
专利
参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车线束制造数字化与智能化的应用研究[J]. 陈军. 南方农机. 2019(24)
[2]电控冰箱软件模块化设计[J]. 左秋杰,汪良树,任猛. 日用电器. 2019(12)
[3]智能轮椅中电机控制系统的设计[J]. 卢展铭,陈亦翔,谢秀齐,何晓昀. 电子制作. 2019(23)
[4]工业4.0背景下工业机器人人才培养战略探究[J]. 文福林,甘梓坚. 科技经济导刊. 2019(32)
[5]模块化设计在白龙洗煤厂的应用[J]. 张孟飞. 山东煤炭科技. 2019(09)
[6]基于机器人视觉柔性组合的转向架线束连接器自动插接通电测试方法[J]. 林蓝,庞世俊,张恒志,张彦伟,郭瑞磊. 现代商贸工业. 2019(29)
[7]基于PLC控制步进电动机的研究与分析[J]. 王明杰,任平英. 内燃机与配件. 2019(15)
[8]基于蚁群四次贝塞尔曲线的无人车路径规划[J]. 张金炜,王文扬,郭蓬,高嵩. 现代电子技术. 2019(13)
[9]基于Data Transfer功能的FANUC机器人与第三方视觉通讯[J]. 熊邦凤. 机电工程技术. 2019(05)
[10]蚁群算法在无人驾驶园区参观路线的应用[J]. 郭蓬,张金炜,戎辉,王文扬,高嵩,何佳. 现代电子技术. 2019(11)
硕士论文
[1]基于DELMIA的布线机器人运动仿真及二次开发[D]. 熊肸.长春理工大学 2018
[2]布线机器人工作台设计与仿真分析[D]. 任贵东.长春理工大学 2017
本文编号：3723218
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 线束自动化包覆研究现状
1.2.1 固定式线束包覆机
1.2.2 移动式线束包覆机
1.3 工业机器人在线束工业中应用
1.4 课题研究的主要内容
1.5 本章小结
第2章 线束包覆的技术要求与总体方案设计
2.1 线束包覆技术要求
2.2 基于工业机器人的线束包覆设备
2.2.1 设备总体构成
2.2.2 末端执行器介绍
2.2.3 布线板介绍
2.3 控制系统总体设计
2.3.1 控制系统的主要功能
2.3.2 控制系统构成
2.4 本章小结
第3章 线束包覆运动及控制模型
3.1 线束主干包覆运动建模
3.2 线束固定段包覆运动建模
3.3 信息交互模型
3.4 控制功能模型
3.4.1 包覆路径设定模块
3.4.2 工艺参数设定模块
3.4.3 视觉检测模块
3.5 本章小节
第4章 系统硬件的选用
4.1 工业机器人本体的选用
4.2 核心控制器单元的选型
4.3 驱动器和驱动电机选型
4.3.1 线束张紧力测试
4.3.2 驱动电机的选型
4.4 线束分支点夹具气缸选型
4.5 传感器的选型
4.6 触摸屏的选取
4.7 本章小结
第5章 线束自动化包覆控制系统的软件设计
5.1 系统软件总体设计
5.1.1 线束自动化包覆流程
5.1.2 控制系统的软件结构
5.2 控制系统通信部分设计
5.2.1 PLC与工业机器人的通信
5.2.2 控制系统与视觉检测模块通信
5.3 人机界面设计
5.3.1 自动运行界面的设计
5.3.2 设备监控界面的设计
5.3.3 系统设置界面的设计
5.3.4 记录界面的设计
5.4 PLC功能程序设计
5.4.1 PLCI/O分配以及程序功能地址的划分
5.4.2 PLC程序设计
5.5 本章小结
第6章 线束包覆路径规划设计
6.1 路径规划方法的选用
6.2 蚁群算法原理与步骤
6.2.1 蚁群算法原理
6.2.2 蚁群算法的流程
6.3 模型的建立与分析
6.3.1 对于模型的假设
6.3.2 建立仿真模型
6.4 迭代计算实验
6.5基于C#的蚁群算法界面设计
6.6 本章小结
第7章 工程实施
7.1 控制柜设计与安装
7.2 现场调试
7.2.1 步进电机调试
7.2.2 夹具的调试
7.2.3 传感器调试
7.3 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 工作及结论
8.2 展望与不足
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文
论文
专利
参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车线束制造数字化与智能化的应用研究[J]. 陈军. 南方农机. 2019(24)
[2]电控冰箱软件模块化设计[J]. 左秋杰,汪良树,任猛. 日用电器. 2019(12)
[3]智能轮椅中电机控制系统的设计[J]. 卢展铭,陈亦翔,谢秀齐,何晓昀. 电子制作. 2019(23)
[4]工业4.0背景下工业机器人人才培养战略探究[J]. 文福林,甘梓坚. 科技经济导刊. 2019(32)
[5]模块化设计在白龙洗煤厂的应用[J]. 张孟飞. 山东煤炭科技. 2019(09)
[6]基于机器人视觉柔性组合的转向架线束连接器自动插接通电测试方法[J]. 林蓝,庞世俊,张恒志,张彦伟,郭瑞磊. 现代商贸工业. 2019(29)
[7]基于PLC控制步进电动机的研究与分析[J]. 王明杰,任平英. 内燃机与配件. 2019(15)
[8]基于蚁群四次贝塞尔曲线的无人车路径规划[J]. 张金炜,王文扬,郭蓬,高嵩. 现代电子技术. 2019(13)
[9]基于Data Transfer功能的FANUC机器人与第三方视觉通讯[J]. 熊邦凤. 机电工程技术. 2019(05)
[10]蚁群算法在无人驾驶园区参观路线的应用[J]. 郭蓬,张金炜,戎辉,王文扬,高嵩,何佳. 现代电子技术. 2019(11)
硕士论文
[1]基于DELMIA的布线机器人运动仿真及二次开发[D]. 熊肸.长春理工大学 2018
[2]布线机器人工作台设计与仿真分析[D]. 任贵东.长春理工大学 2017
本文编号：3723218
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3723218.html
