基于3D打印技术的去毛刺机器人柔顺控制策略研究
发布时间：2021-01-07 13:09
随着工业自动化技术的进步发展,机械工件人工去毛刺方法已经难以满足日常生产的需要,如何快速便捷的解决实际生产过程中机械工件毛刺去除的工作成为了人们的研究焦点。目前较为普遍的做法是在工业机器人基础上进行二次开发,但是由于工业机器人其价格较为昂贵且开发难度大,大多数生产商难以负担,使得我国自动化去毛刺技术水平相对较低。因此,研究一种新的自动化去毛刺技术,使其代替工业机器人二次开发的方法,对满足我们目前的实际生产需要具有十分重要的意义。本文在充分调研国内外去毛刺技术的发展现状后,通过对3D打印技术相关原理进行分析,研究末端执行器在笛卡尔坐标系下的空间直线插补算法以及运动轨迹生成方法,提出了一种基于3D打印技术的桌面级去毛刺机器人设计方案,充分利用二者在机械结构、进程管理、运动规划和电机驱动等方面相同点,大大节省了自动化去毛刺设备的研发成本和周期。本文深入探讨了机械工件外表面毛刺的物理特性,通过建立去毛刺切削力的数学表达式,研究去毛刺切削力与刀具进给位移之间的关系,通过调整刀具进给过程中轨迹参数,解决机械工件毛刺去除质量的问题。通过分析基于位置的阻抗导纳控制模型,设计针对刀具去毛刺过程中进给位移...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１人工使用锉刀去毛刺?
基于熔融沉积成型原理的３Ｄ打印机可以分为以下三类：??（１）?ＸＹＺ结构。基于ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机其结构较为简单，三个坐标??轴方向上的移动分别靠独立的步进电机进行驱动。如图１－３所示。在进行实际??打印时，主控制器根据打印轨迹计算进给位移和速度，分别以脉冲的形式发送??至步进电机的驱动器脉冲接收端，然后步进电机驱动器将信号转换为功率输出??驱动电机，完成打印头的插补过程。另外，根据ＸＹＺ结构３Ｄ打印机工作平??台的运动方式不同，ＸＹＺ型３Ｄ打印机还有一种小型化设备，如图１－４所示。??？?Ｓ??图１－３?ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机?图１－４工作平台可移动的３Ｄ打印机??Ｆｉｇ．?１－３?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ＸＹＺ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?Ｆｉｇ．?１－４?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｍｏｂｉｌｅ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ??（２）?ＣＯＲＥＸＹ结构。基于ＣＯＲＥＸＹ结构的３Ｄ打印机目前在市场上并不??多见。如图１－５所示，其主要结构特点是Ｘ、Ｙ轴的运动由两组步进电机共同控??３??
基于熔融沉积成型原理的３Ｄ打印机可以分为以下三类：??（１）?ＸＹＺ结构。基于ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机其结构较为简单，三个坐标??轴方向上的移动分别靠独立的步进电机进行驱动。如图１－３所示。在进行实际??打印时，主控制器根据打印轨迹计算进给位移和速度，分别以脉冲的形式发送??至步进电机的驱动器脉冲接收端，然后步进电机驱动器将信号转换为功率输出??驱动电机，完成打印头的插补过程。另外，根据ＸＹＺ结构３Ｄ打印机工作平??台的运动方式不同，ＸＹＺ型３Ｄ打印机还有一种小型化设备，如图１－４所示。??？?Ｓ??图１－３?ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机?图１－４工作平台可移动的３Ｄ打印机??Ｆｉｇ．?１－３?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ＸＹＺ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?Ｆｉｇ．?１－４?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｍｏｂｉｌｅ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ??（２）?ＣＯＲＥＸＹ结构。基于ＣＯＲＥＸＹ结构的３Ｄ打印机目前在市场上并不??多见。如图１－５所示，其主要结构特点是Ｘ、Ｙ轴的运动由两组步进电机共同控??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]FDM型3D打印机电机控制系统的设计与优化[J]. 梅武军. 电子设计工程. 2016(12)
[2]3D打印中的几何计算研究进展[J]. 刘利刚,徐文鹏,王伟明,杨周旺,刘秀平. 计算机学报. 2015(06)
[3]3D打印技术及应用趋势[J]. 李小丽,马剑雄,李萍,陈琪,周伟民. 自动化仪表. 2014(01)
[4]增材制造（3D打印）技术发展[J]. 卢秉恒,李涤尘. 机械制造与自动化. 2013(04)
[5]关于“3D打印”技术及产业发展情况的研究[J]. 陈丽娜. 信息系统工程. 2013(06)
[6]金属零件3D打印技术现状及研究进展[J]. 杨永强,刘洋,宋长辉. 机电工程技术. 2013(04)
[7]3D打印技术 制造业发展新趋势[J]. 王红霖. 现代工业经济和信息化. 2013(01)
[8]方兴未艾的3D打印产业[J]. 陆阳. 中国经贸导刊. 2012(36)
[9]3D打印技术与产业的发展及前景分析[J]. 王雪莹. 中国高新技术企业. 2012(26)
[10]变结构PID在铸坯去毛刺机中的应用[J]. 谭宝成,于向恩. 西安工业大学学报. 2012(02)
博士论文
[1]机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D]. 李正义.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]基于恒力控制的机器人去毛刺轨迹动态规划[D]. 章健.浙江大学 2016
[2]基于工业机器人的铝合金管接头铸件去毛刺系统的研制[D]. 王贤华.浙江大学 2016
[3]基于空化效应的超声波去毛刺机理及实验研究[D]. 张汉辰.太原理工大学 2015
[4]内交叉阵列孔电化学去毛刺工艺与专用机床研究[D]. 朱勋鹏.东北林业大学 2015
[5]基于力控制方法的工业机器人磨削研究[D]. 刘文波.华南理工大学 2014
[6]3D打印驱动电路设计及文件切片算法研究[D]. 杨猛.北京印刷学院 2014
[7]电解去毛刺阴极设计及工艺试验[D]. 权晨.南京农业大学 2012
[8]基于CPLD的步进电机升降速控制方法[D]. 张立强.中国海洋大学 2010
[9]基于自适应阻抗控制的并联机器人柔顺控制研究[D]. 马小良.哈尔滨工业大学 2009
[10]机器人毛刺修理作业的阻抗控制研究[D]. 孙洁.山东大学 2006
本文编号：2962616
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１人工使用锉刀去毛刺?
基于熔融沉积成型原理的３Ｄ打印机可以分为以下三类：??（１）?ＸＹＺ结构。基于ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机其结构较为简单，三个坐标??轴方向上的移动分别靠独立的步进电机进行驱动。如图１－３所示。在进行实际??打印时，主控制器根据打印轨迹计算进给位移和速度，分别以脉冲的形式发送??至步进电机的驱动器脉冲接收端，然后步进电机驱动器将信号转换为功率输出??驱动电机，完成打印头的插补过程。另外，根据ＸＹＺ结构３Ｄ打印机工作平??台的运动方式不同，ＸＹＺ型３Ｄ打印机还有一种小型化设备，如图１－４所示。??？?Ｓ??图１－３?ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机?图１－４工作平台可移动的３Ｄ打印机??Ｆｉｇ．?１－３?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ＸＹＺ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?Ｆｉｇ．?１－４?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｍｏｂｉｌｅ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ??（２）?ＣＯＲＥＸＹ结构。基于ＣＯＲＥＸＹ结构的３Ｄ打印机目前在市场上并不??多见。如图１－５所示，其主要结构特点是Ｘ、Ｙ轴的运动由两组步进电机共同控??３??
基于熔融沉积成型原理的３Ｄ打印机可以分为以下三类：??（１）?ＸＹＺ结构。基于ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机其结构较为简单，三个坐标??轴方向上的移动分别靠独立的步进电机进行驱动。如图１－３所示。在进行实际??打印时，主控制器根据打印轨迹计算进给位移和速度，分别以脉冲的形式发送??至步进电机的驱动器脉冲接收端，然后步进电机驱动器将信号转换为功率输出??驱动电机，完成打印头的插补过程。另外，根据ＸＹＺ结构３Ｄ打印机工作平??台的运动方式不同，ＸＹＺ型３Ｄ打印机还有一种小型化设备，如图１－４所示。??？?Ｓ??图１－３?ＸＹＺ结构的３Ｄ打印机?图１－４工作平台可移动的３Ｄ打印机??Ｆｉｇ．?１－３?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ＸＹＺ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?Ｆｉｇ．?１－４?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｍｏｂｉｌｅ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ??（２）?ＣＯＲＥＸＹ结构。基于ＣＯＲＥＸＹ结构的３Ｄ打印机目前在市场上并不??多见。如图１－５所示，其主要结构特点是Ｘ、Ｙ轴的运动由两组步进电机共同控??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]FDM型3D打印机电机控制系统的设计与优化[J]. 梅武军. 电子设计工程. 2016(12)
[2]3D打印中的几何计算研究进展[J]. 刘利刚,徐文鹏,王伟明,杨周旺,刘秀平. 计算机学报. 2015(06)
[3]3D打印技术及应用趋势[J]. 李小丽,马剑雄,李萍,陈琪,周伟民. 自动化仪表. 2014(01)
[4]增材制造（3D打印）技术发展[J]. 卢秉恒,李涤尘. 机械制造与自动化. 2013(04)
[5]关于“3D打印”技术及产业发展情况的研究[J]. 陈丽娜. 信息系统工程. 2013(06)
[6]金属零件3D打印技术现状及研究进展[J]. 杨永强,刘洋,宋长辉. 机电工程技术. 2013(04)
[7]3D打印技术 制造业发展新趋势[J]. 王红霖. 现代工业经济和信息化. 2013(01)
[8]方兴未艾的3D打印产业[J]. 陆阳. 中国经贸导刊. 2012(36)
[9]3D打印技术与产业的发展及前景分析[J]. 王雪莹. 中国高新技术企业. 2012(26)
[10]变结构PID在铸坯去毛刺机中的应用[J]. 谭宝成,于向恩. 西安工业大学学报. 2012(02)
博士论文
[1]机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D]. 李正义.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]基于恒力控制的机器人去毛刺轨迹动态规划[D]. 章健.浙江大学 2016
[2]基于工业机器人的铝合金管接头铸件去毛刺系统的研制[D]. 王贤华.浙江大学 2016
[3]基于空化效应的超声波去毛刺机理及实验研究[D]. 张汉辰.太原理工大学 2015
[4]内交叉阵列孔电化学去毛刺工艺与专用机床研究[D]. 朱勋鹏.东北林业大学 2015
[5]基于力控制方法的工业机器人磨削研究[D]. 刘文波.华南理工大学 2014
[6]3D打印驱动电路设计及文件切片算法研究[D]. 杨猛.北京印刷学院 2014
[7]电解去毛刺阴极设计及工艺试验[D]. 权晨.南京农业大学 2012
[8]基于CPLD的步进电机升降速控制方法[D]. 张立强.中国海洋大学 2010
[9]基于自适应阻抗控制的并联机器人柔顺控制研究[D]. 马小良.哈尔滨工业大学 2009
[10]机器人毛刺修理作业的阻抗控制研究[D]. 孙洁.山东大学 2006
本文编号：2962616
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