超声波切割机器人控制策略研究

发布时间：2020-03-21 04:02

【摘要】：随着自动化技术的发展,机器人在工业领域的应用范围越来越广。如今工业机器人已经被安装在工业生产线上完成流水线任务。但要保证它可以完美的完成这些任务,就还需要机器人能够根据不同的工作条件来调整自己,所以对机器人控制策略的研究是必不可少的,只有研究出良好的控制策略,提高工业机器人的工作效率和精度,工业机器人才能够在复杂的工业制造业中发挥更重要的作用。超声波切割因其加工应力小、产生污染少等优点,在金属材料切割领域具有广泛的应用前景。为了提高超声波切割的加工效率和智能化程度,将超声波切割技术与工业机器人技术相互结合,不失为一种有效的手段。本课题侧重以用于超声波切割的工业机器人为研究对象,对其的轨迹规划和轨迹跟踪控制展开深入的研究。本课题的主要研究内容如下:首先利用D-H参数法对超声波切割机器人进行理论建模,通过MATLAB软件验证数学模型和逆运动学的正确性,同时通过ADAMS验证机器人动力学,得到超声波切割机器人的力和力矩曲线,为轨迹规划奠定必要的基础。后续轨迹规划主要讨论了几种轨迹规划方法,并选择最适合的轨迹规划方法规划一段目标轨迹,为后续验证控制器的有效性奠定基础。最后设计了一种单关节控制器,通过搭建两种不同的控制器的Simulink模型并进行仿真验证,选择轨迹跟踪误差较小的一个控制器作为单关节的控制器。得到一种PID与模糊自适应PID联合控制器,可有效的减小轨迹跟踪误差,为超声波切割工业机器人的轨迹跟踪提供了一种可行方案。
【图文】：

看起来和人类不一样，，但它们却可以完美地代替人类的工作Ｗ。同时在把这些工业机器逡逑人投入到社会生产中时也完美地提高了生产率，特别是对中小型产品的批量生产发挥了逡逑至关重要的作用，完美实现了现代快速、精确和高质量的生产要求。下图１－１主要展示逡逑出一些利用工亚机器人来革新工业的行业，这些工业机器人在金属成形、铸造行业、冶逡逑金行业、玻璃加工、烟草加工、金属切割等行业发挥了至关重要的作用【３】。逡逑（ａ）金属切割逦（ｂ）金属成形逡逑（Ｃ）铸造行业逦（ｄ）冶金行业逡逑１逡逑

（ａ）激光切割逦（ｂ）水切割逡逑图１－３激光切割与水切割逡逑将超声波切割与工业机器人相互结合，可以有效提高超声波切割的智能化控制程度。逡逑机器人在作业过程中，提高工作效率１％、降低能耗１２５１、减少磨损的重要前提是要对逡逑其运动轨迹进行规划１２７１和跟踪控制［２１本课题主要就超声波切割机器人的轨迹规划和轨逡逑迹跟踪控制展开深入的研宄，这对超声波切割机器人的推广应用具有重要意义。逡逑１．３机械加工用工业机器人发展现状及相关技术研究现状逡逑１．３．１国内机械加工用工业机器人发展现状逡逑我国工业机器人的研宄虽然开始的比较迟，但是发展十分迅速，其中涌现出了一大逡逑批优秀的机器人公司，产品远销海内外［２９］。沈阳新松、南京埃斯顿、安徽埃夫特、广州逡逑数控、上海新时达更是其中的翘楚。如下图１－４所示，是新松生产的低负载焊接装配机逡逑器人？１。它是一款机械结构紧凑，大幅优化占用空间，定位精度高，精确灵巧的六自逡逑由度工业机器人［３１—３２
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TG48;TP242.2

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本文编号：2592719