圆盘涂刷设备样机设计及涂刷轨迹研究

发布时间：2017-12-19 21:19

  本文关键词：圆盘涂刷设备样机设计及涂刷轨迹研究　出处：《哈尔滨工业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着工业自动化的发展和社会的进步,人们愈加期望自动化设备取代人工完成简单的重复性工作,将人们从繁重劳动、恶劣工作环境中解放出来。为此,本课题为摩擦圆盘设计了一种涂料自动涂刷设备,该设备采用6自由度机器人把持刷子涂刷的方案。针对摩擦圆盘尺寸多样的特点,该设备具有通用性,能够实现多种尺寸圆盘的夹持,简化了设备结构;涂刷轨迹对涂刷效果及机器人运动性能有着重要影响,为了涂刷均匀及改善机器人运动性能,课题对涂刷轨迹进行了研究。首先,对涂刷设备样机进行了设计。在了解圆盘涂刷工艺后,初步确定采用6自由度机器人把持刷子进行涂刷的方案。由于圆盘尺寸多样,在设计圆盘夹持工位时,工位能够改变夹持尺寸从而实现多种尺寸圆盘的夹持。由于圆盘具备多个涂刷面,为得到较好的涂刷效果和效率,在分析涂刷面的特点后,将其分为齿面和非齿面,分别设计了简易的刷子;设备结构设计完成后,选择合适的驱动器、传感器、控制器来搭建设备的驱控系统。需提供的运动主要有直线运动和旋转运动,步进电机符合要求,在选定步进电机后,选择了合适的驱动。为使步进电机具有良好的运动性能,介绍并比较了几种常见的加减速控制算法,并给出了程序实现的流程。圆盘齿位确定后才能对齿面进行涂刷,本文采用对射式光电开关实现齿位的识别,并给出了识别流程。其次,对涂刷轨迹进行了研究。对所用工业机器人进行了运动学建模,并介绍了工件坐标系的标定方法,最后采用了一种快速的标定方法。涂刷面分为非齿面和齿面,分别用不同的刷子进行涂刷,在涂刷非齿面时,构造了涂刷厚度函数,并采用遗传算法求出最优的涂刷参数。在涂刷齿面时,理论涂刷轨迹会带来速度突变,采用速度抛物线过渡、方向角3次Bezier过渡、绝对轨迹5次Bezier过渡三种优化方法对轨迹进行优化,可改善机器人的运动性能。最后,进行相关实验。介绍了齿面、非齿面涂刷所需参数的获取步骤。搭建了简化的圆盘涂刷设备,最终完成了摩擦圆盘的涂刷实验,取得了较好的涂刷效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG173
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本文编号：1309486