工业机器人末端高精度柔性浮动打磨执行器研究
发布时间：2021-11-03 05:11
随着智能制造以及高效洁净制造的快速发展,基于工业机器人的自动化打磨设备以其高自由度、高控制灵活性成为了自动化打磨设备的主流。对飞机蒙皮、汽车外形面、大型涡轮机的叶轮叶片等大型的复杂的曲面,打磨与抛光是生产制造过程中必不可少的工序,而在实际生产过程中,由于复杂曲面对于打磨精度以及打磨力控制要求较高,一般打磨设备如磨床等很难实现大型复杂曲面的打磨,现有的技术方案大多是由人工手持打磨工具进行打磨,效率低且不能够保证恒定的打磨力,造成零件打磨精度低,此外,打磨过程中存在大量颗粒物,工况较差,损坏打磨者的身体健康。为解决大型复杂曲面的自动化打磨问题,充分利用工业机器人的高自由度,开发适用于机器人末端的高精度恒力浮动打磨执行器,实现恒力浮动打磨。基于现有的浮动打磨执行器研究现状分析,确定了以柔性伸缩气囊为执行件的总体设计方案。设计研究柔性伸缩气囊的结构密封形式并完成柔性伸缩气囊制作、性能测试平台研制,进而开展柔性伸缩气囊的性能测试,基于数据拟合获取气囊的性能特征方程,为后续控制策略研究提供支持。研究高精度浮动打磨执行器的基本结构与运行原理,进而研究高精度浮动打磨执行器控制策略,建立力控系统数学模型...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２人工打磨车间场景（图片来自网络）??
力控制精度。??１．２机器人抛光打磨技术研究现状??１．２．１机器人在打磨抛光行业的应用??纵观全球，西方等发达国家较早开展了工业多自由度机器人应用于打磨行业??的研宂。日本进行了大量的自动化打磨与抛光技术的研宄，采用多自由度机械臂??进行了打磨与抛光的相关试验［７＿８］。西方部分发达国家也对机器人打磨抛光复杂??曲面的问题进行了研究，特别是涉及精密镜片、军用望远镜、集成电路衬底材料??的加工领域，除此之外，在铸件、加工件等零件的去毛刺的加工过程中也具有较??高的应用程度［９］。图１－３所示为机器人打磨加工过程。??－ｉｉ??图１－３机器人打磨加工过程（图片来自网络）??２??
山东大学硕士学位论文??秦國??图１－５机器人自动打磨作业单元?图１－６激光引导打磨系统??Ｔｉａｎ等人使用ＫＵＫＡ机器人构建了一个如图１－７所示的自动化磨抛平台［１＼??该方案采用机器人末端带动恒力打磨执行器的方式进行，实现恒力打磨力过程，??提高了打磨精度。此外采用末端携带打磨执行器进行打磨能够有效的减少机器人??运行精度带来的影响，降低机器人编程的复杂程度。??Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｎｅｔ?Ｆ．Ｔ?Ｆ？ＹＲ＊ｔｖｉａｒｑｕｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｆｆ??—?ｓｓｓ．＾．—嗯?為??ｉ?ｒ＿??图１－７自动化磨抛平台??１．３浮动打磨末端执行器现有设备与关键部件??１．３．１末端浮动打磨执行器设备现状??目前主要的末端打磨执行器有刚性打磨执行器和柔性浮动打磨执行器。总体??上，刚性打磨执行器成本较低，但是其对机器人位置控制精度要求较高而柔??性浮动打磨执行器更能够适应外形复杂的曲面，且能够设置独立的控制系统，相??对于刚性打磨头具有较大的优势［２１１。??目前典型的柔性浮动打磨执行器由导向复位机构、动力部分、传感系统、执??行器、控制部分组成［２２］。控制系统控制执行机构，进而控制动力部件，实现不同??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]在区间上取值的模糊变量的可信性分布[J]. 袁敏英,孙大军. 廊坊师范学院学报(自然科学版). 2020(01)
[2]简析CAD/CAM技术在机械设计及加工中的应用[J]. 李金莲. 南方农机. 2020(01)
[3]基于FPGA的数控机床步进电机高精度控制[J]. 刘武常,陈锋. 微型电脑应用. 2019(10)
[4]四足机器人斜坡运动的自适应控制算法[J]. 常青,韩宝玲,乔志霞,李茜. 北京理工大学学报. 2019(09)
[5]面向打磨力控制的电磁柔顺单元控制策略仿真分析[J]. 朱贺轩,赵勇,余觉,王力,祁佩,梁世盛. 机械设计与研究. 2019(04)
[6]电液比例方向控制液压系统分析[J]. 来黎明. 南方农机. 2019(06)
[7]电液比例控制技术综述[J]. 石金艳,范芳洪. 科学技术创新. 2019(07)
[8]PLC控制系统设计的要点与应用探讨[J]. 王华. 南方农机. 2017(09)
[9]一种带有时变参数的无规则模糊逻辑系统的自适应控制[J]. 余茂贵,王银河. 电子世界. 2017(06)
[10]国内外智能制造研究热点与发展趋势[J]. 王友发,周献中. 中国科技论坛. 2016(04)
博士论文
[1]光学曲面确定性抛光的面型精度控制研究[D]. 樊成.吉林大学 2014
硕士论文
[1]六自由度切削机器人在复杂曲面加工中轨迹规划研究[D]. 王浩.东北电力大学 2018
[2]面向机器人抛光打磨的一维恒力装置及控制系统[D]. 何伟崇.广东工业大学 2016
[3]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
[4]齿轮打磨机器人设计和研究[D]. 张文强.东北大学 2011
[5]复杂曲面机器人自动研磨抛光控制的研究[D]. 杨林.东北大学 2011
[6]基于比例方向阀的直线气缸位置控制研究[D]. 赵娜.兰州理工大学 2009
[7]捷联惯导算法及车载组合导航系统研究[D]. 严恭敏.西北工业大学 2004
[8]基于模糊控制理论的机器人柔顺控制方法的研究[D]. 魏媛媛.华中师范大学 2001
本文编号：3473114
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２人工打磨车间场景（图片来自网络）??
力控制精度。??１．２机器人抛光打磨技术研究现状??１．２．１机器人在打磨抛光行业的应用??纵观全球，西方等发达国家较早开展了工业多自由度机器人应用于打磨行业??的研宂。日本进行了大量的自动化打磨与抛光技术的研宄，采用多自由度机械臂??进行了打磨与抛光的相关试验［７＿８］。西方部分发达国家也对机器人打磨抛光复杂??曲面的问题进行了研究，特别是涉及精密镜片、军用望远镜、集成电路衬底材料??的加工领域，除此之外，在铸件、加工件等零件的去毛刺的加工过程中也具有较??高的应用程度［９］。图１－３所示为机器人打磨加工过程。??－ｉｉ??图１－３机器人打磨加工过程（图片来自网络）??２??
山东大学硕士学位论文??秦國??图１－５机器人自动打磨作业单元?图１－６激光引导打磨系统??Ｔｉａｎ等人使用ＫＵＫＡ机器人构建了一个如图１－７所示的自动化磨抛平台［１＼??该方案采用机器人末端带动恒力打磨执行器的方式进行，实现恒力打磨力过程，??提高了打磨精度。此外采用末端携带打磨执行器进行打磨能够有效的减少机器人??运行精度带来的影响，降低机器人编程的复杂程度。??Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｎｅｔ?Ｆ．Ｔ?Ｆ？ＹＲ＊ｔｖｉａｒｑｕｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ｆｆ??—?ｓｓｓ．＾．—嗯?為??ｉ?ｒ＿??图１－７自动化磨抛平台??１．３浮动打磨末端执行器现有设备与关键部件??１．３．１末端浮动打磨执行器设备现状??目前主要的末端打磨执行器有刚性打磨执行器和柔性浮动打磨执行器。总体??上，刚性打磨执行器成本较低，但是其对机器人位置控制精度要求较高而柔??性浮动打磨执行器更能够适应外形复杂的曲面，且能够设置独立的控制系统，相??对于刚性打磨头具有较大的优势［２１１。??目前典型的柔性浮动打磨执行器由导向复位机构、动力部分、传感系统、执??行器、控制部分组成［２２］。控制系统控制执行机构，进而控制动力部件，实现不同??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]在区间上取值的模糊变量的可信性分布[J]. 袁敏英,孙大军. 廊坊师范学院学报(自然科学版). 2020(01)
[2]简析CAD/CAM技术在机械设计及加工中的应用[J]. 李金莲. 南方农机. 2020(01)
[3]基于FPGA的数控机床步进电机高精度控制[J]. 刘武常,陈锋. 微型电脑应用. 2019(10)
[4]四足机器人斜坡运动的自适应控制算法[J]. 常青,韩宝玲,乔志霞,李茜. 北京理工大学学报. 2019(09)
[5]面向打磨力控制的电磁柔顺单元控制策略仿真分析[J]. 朱贺轩,赵勇,余觉,王力,祁佩,梁世盛. 机械设计与研究. 2019(04)
[6]电液比例方向控制液压系统分析[J]. 来黎明. 南方农机. 2019(06)
[7]电液比例控制技术综述[J]. 石金艳,范芳洪. 科学技术创新. 2019(07)
[8]PLC控制系统设计的要点与应用探讨[J]. 王华. 南方农机. 2017(09)
[9]一种带有时变参数的无规则模糊逻辑系统的自适应控制[J]. 余茂贵,王银河. 电子世界. 2017(06)
[10]国内外智能制造研究热点与发展趋势[J]. 王友发,周献中. 中国科技论坛. 2016(04)
博士论文
[1]光学曲面确定性抛光的面型精度控制研究[D]. 樊成.吉林大学 2014
硕士论文
[1]六自由度切削机器人在复杂曲面加工中轨迹规划研究[D]. 王浩.东北电力大学 2018
[2]面向机器人抛光打磨的一维恒力装置及控制系统[D]. 何伟崇.广东工业大学 2016
[3]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
[4]齿轮打磨机器人设计和研究[D]. 张文强.东北大学 2011
[5]复杂曲面机器人自动研磨抛光控制的研究[D]. 杨林.东北大学 2011
[6]基于比例方向阀的直线气缸位置控制研究[D]. 赵娜.兰州理工大学 2009
[7]捷联惯导算法及车载组合导航系统研究[D]. 严恭敏.西北工业大学 2004
[8]基于模糊控制理论的机器人柔顺控制方法的研究[D]. 魏媛媛.华中师范大学 2001
本文编号：3473114
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3473114.html
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