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四軸沖壓上下料機械手開發

作者: yhsstools 時間:2019-09-19 來源:未知
摘要:智能制造是當前我國工業化的主要發展方向。隨著科學技術的飛速發展和對生產力要求的不斷提高,越來越多的新技術得到充分利用。作為工業生產的重要組成部分,提高沖壓工藝的工...

“智能制造”是當前我國工業化的主要發展方向。隨著科學技術的飛速發展和對生產力要求的不斷提高,越來越多的新技術得到充分利用。作為工業生產的重要組成部分,提高沖壓工藝的工作效率是非常重要的。傳統的沖壓車間依靠工人手工完成裝卸作業,不僅危及工人自身的安全,而且影響生產節奏,不利于生產的統一管理和規范,從而削弱企業的市場競爭力。本文在市場調研的基礎上,結合企業的實際生產情況和工作環境,將工業機器人應用于沖壓生產中,提出了筆記本電腦外殼鈑金沖壓件裝卸機械手的解決方案。該機械手能夠實現工件的自動裝卸動作,有利于提高產品質量和良好的成品率,促進工廠的自動化發展。根據設計要求,編制了機械手的技術參數。
通過對從沖壓機械手的坐標形式和驅動方案的討論,確定了機械手的最終結構設計,并利用CATIA軟件建立了整機的三維模型??紤]到各部件的性能對整個機械手的性能的影響,對所選擇和設計的關鍵部件進行了校核和計算。在有限元軟件中引入三維模型,分析了機械臂動軸的靜動力特性,包括載荷作用下的靜載分析和振動系統的模態分析,確定了機械臂的變形和固有頻率。建立了機械手的伺服控制系統。采用工業觸摸屏作為人機交互界面,提供信號觸發和監控功能,PLC作為邏輯控制器,伺服電機和驅動器作為主控單元。完成控制系統的硬件連接和通信連接,對控制器進行編程,合理計算采集到的外部信號和反饋信號,伺服驅動器接收脈沖,控制電機的旋轉。開發觸摸屏界面,顯示控制系統的運行狀態。利用DH表示建立了機械手的數學模型,分析了機械手在運動過程中姿態的變化。根據矩陣坐標變換原理,通過各關節坐標系的平移和旋轉,分析計算了機械手的正、逆運動學解,導出了Jakobi矩陣,研究了機械手末端速度與各關節速度之間的關系。利用MATLAB軟件計算了機械手工作空間的概率分布,并借助機器人工具箱完成了機械手的運動軌跡規劃仿真。分析了機械手幾何誤差產生的原因。結合關節參數的小變化,推導出運動微分方程,得到了基于距離的誤差建模。利用激光跟蹤器實現了末端姿態測量,選擇重復定位精度和絕對定位精度作為測量指標,完成了機械手的運動標定和坐標點的補償。結果表明,標定后沖壓機械手的精度明顯高于標定前,誤差分析和建模是可靠的。

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