当前位置:主页 > 科技论文 > 金属论文 >

机器人磨削系统控制技术研究

发布时间:2018-11-24 11:57
【摘要】:机器人的发展和应用水平体现着国家工业发展水平,也是国家先进技术实力的体现。随着机器人技术的不断提升与飞速发展,传统人工磨削及抛光制造工艺面临更新换代的挑战,工业机器人自动化磨削控制技术成为了当前研究热点。本文针对机器人磨削系统的工作特点与精度要求,构建一套控制技术方案,针对离线磨削轨迹规划、力/位混合控制等关键技术展开深入研究,论文主要研究内容如下:(1)介绍了机器人磨削系统组成及整体工作流程,分析了系统关键硬件,阐述了机器人系统及技术指标,研究了机器人力觉系统及交互原理。(2)研究了基于机器人运动关节组合的最优轨迹规划方法,介绍了离线磨削轨迹规划流程,通过数学建模,分析了环切法和行切法特点,比较得出了较优机器人运动关节组合数,分析了不等接触力和临界重叠区,选出了最佳临界重叠方案。耦合机器人运动路径,建立了外部TCP坐标系,获取了磨削姿态,解析了磨削指令,通过仿真模拟并验证轨迹规划方法可行性。(3)分析了磨削工艺对质量的影响,提出了控制需求,构建了系统整体控制方案,分析了硬件组态及软件框架,提炼了控制方案关键技术,启用了机器人中断机制,设计了传感器低通滤波方案,着重研究了力/位混合控制技术,包括重力补偿算法、基于最小二乘法的力/位混合控制算法和位移法向偏置算法。(4)搭建了试验现场,规划了试验样件临界重叠区,得出了正交行切法轨迹,验证了控制方案可行性,包括上位机软件控制可行性和机器人中断响应实时性,在规划的离线轨迹基础上实施力/位混合控制技术,分析了力/位控制精度,初步验证了机器人磨削控制特性和整体方案。
[Abstract]:The development and application level of robot reflects the level of national industrial development and the national advanced technical strength. With the continuous improvement and rapid development of robot technology, the traditional manual grinding and polishing manufacturing technology is faced with the challenge of upgrading, and the automatic grinding control technology of industrial robot has become a research hotspot. According to the working characteristics and precision requirements of the robot grinding system, this paper constructs a set of control technology scheme, and makes a deep research on the key technologies, such as off-line grinding trajectory planning, force / bit hybrid control and so on. The main contents of this paper are as follows: (1) the composition and the whole work flow of the robot grinding system are introduced, the key hardware of the system is analyzed, and the robot system and its technical index are expounded. The robot force sensing system and interaction principle are studied. (2) the optimal trajectory planning method based on robot motion joint combination is studied, and the off-line grinding trajectory planning flow is introduced. Through mathematical modeling, the characteristics of ring cutting method and line cutting method are analyzed. The optimal kinematic joint combination number is obtained, the unequal contact force and critical overlap region are analyzed, and the optimal critical overlap scheme is selected. Coupled with the robot's motion path, the external TCP coordinate system is established, the grinding attitude is obtained, the grinding instruction is analyzed, and the feasibility of the trajectory planning method is verified by simulation. (3) the influence of grinding technology on the quality is analyzed. The control requirements are put forward, the overall control scheme of the system is constructed, the hardware configuration and software framework are analyzed, the key technologies of the control scheme are refined, the robot interrupt mechanism is enabled, and the low-pass filtering scheme of the sensor is designed. The hybrid force / bit control technology, including gravity compensation algorithm, force / bit hybrid control algorithm based on least square method and displacement normal bias algorithm, are studied emphatically. (4) the test site is built and the critical overlap region of the test sample is planned. The forward intersection cutting trajectory is obtained, and the feasibility of the control scheme is verified, including the feasibility of the software control of the upper computer and the real-time response of the robot interrupt. The force / bit hybrid control technology is implemented on the basis of the planned off-line trajectory. The precision of force / bit control is analyzed and the control characteristics and overall scheme of robot grinding are preliminarily verified.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG580.6;TP242

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐文胜;机器人动作控制及演示技术[J];南京化工大学学报(自然科学版);1999年04期

2 吴海彬;杨剑鸣;;机器人在人机交互过程中的安全性研究进展[J];中国安全科学学报;2011年11期

3 赵嘉树;对机器人轴承的评价[J];组合机床与自动化加工技术;1986年10期

4 焦恩璋;陈美宏;;用仿真规划机器人轨迹的研究[J];煤矿机械;2009年08期

5 丁士祥;;车身焊接机器人自动线工艺设计方法[J];金属加工(热加工);2010年10期

6 吕苏华;郭淑兰;李友力;;汽车车身焊接机器人自动线工艺设计方法[J];热加工工艺;2010年11期

7 张庆伟;韩利利;徐方;贾凯;邹风山;;基于打磨机器人的力/位混合控制策略研究[J];化工自动化及仪表;2012年07期

8 沈丹峰;赵辉;叶国铭;;棉花异性纤维分拣机器人总体结构的优化设计[J];东华大学学报(自然科学版);2012年03期

9 吴兴波;李明;贾彬彬;赵亮;;基于单片机的四足机器人设计[J];吉林化工学院学报;2012年11期

10 何庆中;赵献丹;;微电驱微差机器人关节机构设计研究[J];四川理工学院学报(自然科学版);2005年04期

相关会议论文 前10条

1 丁希仑;徐坤;;一种新型变结构轮腿式机器人的设计与分析[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第六分册)[中南大学学报(增刊)][C];2009年

2 黄海林;李兵;刘荣强;邓宗全;;空间运动度可重构机器人概念原理与应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年

3 黄亚楼;卢桂章;;多机器人协调运动能力的度量[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年

4 吴成东;陈莉;邹立君;;机器人顺应运动速度与力混合控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

5 杨明;苏学成;李贻斌;樊炳辉;逢振旭;;一种机器人关节控制系统研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年

6 荆阳;庞思勤;周兰英;;月球探测机器人关节固体润滑关键技术的新进展[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

7 于莲芝;颜国正;丁国清;梁卫冲;;核工业机器人现场分布式控制[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

8 杨庆华;张立彬;阮健;;气动弯曲关节的特性研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第四卷)[C];2002年

9 苏剑波;冯纯伯;;双机器人手眼协调系统[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

10 张绪平;余跃庆;;空间机器人关节柔性与杆柔性的耦合特性[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年

相关重要报纸文章 前6条

1 本报记者 王小伟;上市公司开演“机器人总动员”[N];中国证券报;2014年

2 记者 彭仲 通讯员 胡沛 徐文婷;中国机器人将装汉产“关节”[N];长江日报;2014年

3 巴黎高科评论 冯素雯 译;更好或更坏的“外科医生”?[N];经济观察报;2014年

4 本报记者 魏静;万亿市场推动机器人产业大爆发[N];中国证券报;2013年

5 本报记者 袁畅;云电脑无需担心死机或数据丢失[N];惠州日报;2013年

6 记者 张愎;秦川发展:机床订单下滑 机器人减速器成亮点[N];第一财经日报;2013年



本文编号:2353618

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2353618.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户1eaf3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com