五金件砂带磨削机器人单元设计及程序复用技术研究

发布时间：2017-07-17 22:10

  本文关键词：五金件砂带磨削机器人单元设计及程序复用技术研究

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【摘要】：随着中国制造2025战略的快速推进,工业机器人的应用已普及到各行各业,目前五金卫浴行业因其行业工作环境恶劣等特点,特别是磨抛工种,招工难的问题日益凸显,使得工业机器人的应用成为了必然趋势。在推进五金件砂带磨削机器人应用的过程中存在如下几个亟待解决的问题：1、单套机器人磨削系统打磨程序稳定性不能够得到保证,导致批量打磨质量差；2、不同机器人磨削单元间打磨同款产品时打磨效果差异大、一致性差；3、多套机器人磨削单元间的程序不能够进行重复利用,而需要对众多单元进行人工示教编程,非常耗时,换产困难；为解决如上问题,本文以快捷简便且低成本的方式实现多套机器人磨削单元间的程序复用为主线,设计了一套五金件制品砂带机器人磨削系统,通过对五金件砂带机器人磨削工艺进行分析及路径规划,分析了不同磨削单元机器人间程序复用过程中存在的误差包括：1、机器人本体绝对定位精度误差；2、不同单元机器人本体之间的误差；3、单一工具坐标系标定误差,以及参照与复用单元工具坐标系间存在偏差。以上误差导致程序复用后的误差,则通过如下方法来对上述误差进行补偿以及实验验证：1、使用Dynacan精密修改仪器对埃夫特ER50-C20机器人进行杆长以及零点误差标定,以保证机器人本体的精度；2、使用标准工具进行程序复用对比实验,以验证经标定后的两机器人之间绝对定位精度偏差是否在实验误差范围内；3、通过外部三坐标测量仪测量工具外形尺寸并也算出每个夹具之间的偏差值,从而在程序复用过程中对夹具进行补偿来保证精度要求。本文以一种较为独特、方便且低成本的方式解决了五金卫浴企业目前应用机器人于砂带磨削领域的几大难题。最重要的是该套方法实现了多套机器人砂带磨削单元之间的程序复用,由过去需要花费5天时间对产品进行两道砂打磨程序的示教编程工作压缩到了1天,极大的解放了劳动力,为企业带来了巨大的收益,也为机器人砂带磨削应用推进了一大步。目前在佛山某五金卫浴企业已使用该类机器人五金件砂带磨削单元22套,使用效果反馈良好。
【关键词】：工业机器人 五金 磨削 误差标定 程序复用
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242;TG580.619.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题研究背景及意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 砂带磨削技术15-16
• 1.2.2 机器人离线编程技术16-17
• 1.2.3 机器人磨削技术17-19
• 1.3 课题来源及主要研究内容19-21
• 1.3.1 课题来源19
• 1.3.2 主要研究内容19-21
• 第二章 机器人五金件砂带磨削工艺分析及路径规划21-35
• 2.1 砂带磨削原理及应用21-24
• 2.1.1 砂带磨削的主要特点21-22
• 2.1.2 砂带磨削的基本形式22-24
• 2.1.3 砂带磨削的应用范围24
• 2.2 五金件磨削工艺分析及产品实例路径规划24-34
• 2.2.1 人工磨削工艺分析25-28
• 2.2.2 机器人磨削工艺分析及T1T656产品路径规划28-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第三章 机器人五金件砂带磨削单元设计及分析35-51
• 3.1 机器人五金件砂带磨削单元机械硬件系统设计35-46
• 3.1.1 砂带机35-37
• 3.1.2 六自由度机器人37-41
• 3.1.3 带旋转接头的自涨式夹具41-42
• 3.1.4 自动上下料滑台42-43
• 3.1.5 工件工装量具43-44
• 3.1.6 用户坐标系标定平台44-45
• 3.1.7 收尘系统及隔尘房45-46
• 3.2 机器人五金件砂带磨削单元控制系统设计46-50
• 3.2.1 气路控制部分介绍46-48
• 3.2.2 电路控制部分介绍48-49
• 3.2.3 人机界面部分介绍49-50
• 3.3 本章小结50-51
• 第四章 机器人砂带磨削系统误差分析及程序复用51-68
• 4.1 引言51
• 4.2 机器人磨削程序复用系统误差分析及标定补偿51-62
• 4.2.1 ER50-C20机器人误差标定52-58
• 4.2.2 两机器人之间绝对定位精度偏差引起的误差验证58-59
• 4.2.3 夹具工具坐标系误差标定59-62
• 4.3 机器人程序复用模型及求解62-67
• 4.3.1 计算转换矩阵~RT_U及~RT_U’65-66
• 4.3.2 轨迹点换算66-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 程序复用实验及结论68-78
• 5.1 引言68
• 5.2 程序复用实验概述68-69
• 5.3 程序复用实验分析69-77
• 5.3.1 单元内程序复用实验分析69-73
• 5.3.2 单元间程序复用实验分析73-76
• 5.3.3 试验结果总结76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 总结与展望78-81
• 一、总结78-80
• 二、展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-86
• 攻读学位期间发表论文86-88
• 附录88-89

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