机器人打磨作业柔顺机构及接触力控制方法研究
发布时间：2021-01-08 19:38
手工打磨存在劳动强度大、环境差,粉尘对人体健康危害性大,以及用工困难等突出问题,机器人取代人工打磨作业具有非常现实的需求。目前,机器人能够胜任表面形状简单,要求不高的打磨作业任务,但面对复杂曲面、余量不均、表面质量要求高的打磨任务,机器人还难以取代手工作业。本文针对路径规划、复杂曲面拟合、打磨接触力控制等关键问题开展研究。（1）打磨力分析。以平面打磨作业为对象,综合砂轮磨削研究成果和经验公式,分析了砂纸打磨工况下磨削力的组成,推导了打磨力公式,画出砂纸打磨的受力状态图,总结了砂纸打磨作业特点,为机器人打磨作业工具研制提供了理论依据。（2）适用性强的柔顺装置设计。本文对打磨工艺进行了研究,分析了打磨路径规划、抛磨姿态控制,提出了一种基于NURBS（非均匀有理B样条曲线）的圆弧逼近曲线拟合算法,并结合本设计的特点完成了抛磨路径及抛磨点规划。在分析打磨工艺基础上,基于适用性强以及低成本的设计理念,满足法向接触力要求,以及柔顺控制精度,设计了三个导向装置,安装了力传感器以及位移传感器,实现了小型化,灵活操作及稳定控制。（3）被动柔顺打磨力平衡方程的建立。被动柔顺打磨接触力控制研究从一般普适性打...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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１００．０?４０．８％?４５．０％??９００?■?４０．０％??８００?ｉＯＡ％／＾?＼?３０．２％?■?３５．０％??２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８＊?２０１９？?２０２０＊??■■销售ｆｔ?亿美元?■?？?车增长宰??图】－２?２０１３－２０２０年我国工业机器人销售额及增长率??目前，我国的制造业正在掀起“机器换人”热潮，通过“机器换人”来提高产品质量和??业生产效率，节省劳动力［５］。因此，工业机器人的发展也正迎来高潮期。工厂打磨环??恶劣，打磨作业艰苦，威胁人类健康等问题，打磨行业“机器换人”的问题尤为突出，??待解决。手工打磨效率低，环境对人影响严重，造成打磨成本增高图１－３为传统手工??磨图片。传统的机器抛磨加工设备有普通磨床、专用磨床以及数控磨床等，他们与机??人抛磨系统的对比如表１－１所示［６］。??
磨方面起步早，技术研宄已相对成熟。??釀ＪＵ??图１－４?ＯＲＡＳ公司机器人抛磨系统?图１－５?ＡＢＢ打磨机器人??ｔ＾ＧＴＯＧｍｏ?＾?Ｉ：…、：ＩＩＰ??２？禮??图１－６?ＭＯＴＯＭＡＮ公司的机器人磨削系统?图１－７新加坡砂带抛磨系统??＾ｒ＾ｅｃｉ?１／?—，丄?ｉ“??ｓｅｎｓ°ｒ??ｌａｉｉｊｊｆｃ??图１－８家具行业的机器人磨削系统??国内对机器人抛磨系统的研宄起于上世纪９０年代，华中科技大学对机器人路径规??划、抛光工艺、工艺知识库等方面开展了研宄，开发了一套基于ＰＵＭＡ５６２机器人的抛??光试验系统。吉林大学和长春大学基于超声弹性机器人研抛系统研宄，沈阳自动化研宄??所对大型航空透明件进行的研磨抛光机器人系统的研宄，北京航空航天大学与廊坊智通??机器人有限公司合作研发的机器人柔性加工打磨系统［１３］，廊坊智通机器人公司开发出了??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊控制方法介绍[J]. 程凤林,张军芳,杜鹏,崔红芳,刘旭浩,刘士琴. 山东工业技术. 2019(06)
[2]基于模糊控制的智能交通灯教学实验平台设计[J]. 王永红. 机电工程技术. 2019(02)
[3]基于模糊PID的加热炉温度控制系统[J]. 孙江,孟朝霞,张晓荣. 运城学院学报. 2018(06)
[4]模糊PID控制在电机调速系统中的应用[J]. 刘光星,贺刚,张毅. 电子测试. 2019(02)
[5]基于模糊自适应算法的航天器姿态控制[J]. 周湛杰,王新生,王岩. 电机与控制学报. 2019(02)
[6]自适应模糊PID控制在快充电路中的应用研究[J]. 苗伟根,林弥. 电子世界. 2019(01)
[7]基于工业机器人的曲面打磨工艺建模[J]. 谌鸿强,陈庆盈,李桂琴. 计量与测试技术. 2018(07)
[8]基于曲面拟合的复杂自由曲面网格划分[J]. 陈礼杰,吴慧,李铁瑞,高博青. 中南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[9]工业机器人时间-能量-脉动最优轨迹规划[J]. 施祥玲,方红根. 机械设计与制造. 2018(06)
[10]叶片复杂曲面的机器人抛磨工艺规划[J]. 黄婷,许辉,樊成,孙立宁,陈国栋. 光学精密工程. 2018(01)
博士论文
[1]基于被动柔顺控制的机器人抛磨方法研究[D]. 黄婷.苏州大学 2017
[2]曲面数控加工编程轨迹的NURBS拟合及插补算法研究[D]. 吴继春.华中科技大学 2012
[3]机器人磨削叶片关键技术研究[D]. 赵扬.吉林大学 2009
硕士论文
[1]基于模糊PID的灌注机流量控制研究[D]. 魏雄杰.湖北工业大学 2018
[2]面向复杂曲面的工业机器人打磨运动规划技术研究[D]. 李名水.五邑大学 2018
[3]面向工业机器人曲面砂带打磨的轨迹生成方法研究[D]. 张斌.华南理工大学 2018
[4]面向小型金属铸件的机器人自动抛磨关键技术研究[D]. 张金锋.哈尔滨工业大学 2017
[5]抛光打磨机器人控制系统的设计与实现[D]. 王淼.广东工业大学 2016
[6]基于机器人的玻璃自动打磨系统的设计与实现[D]. 叶永龙.浙江理工大学 2013
本文编号：2965178
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２０１３－２０２０年全球工业机器人销售额及增长率??
１００．０?４０．８％?４５．０％??９００?■?４０．０％??８００?ｉＯＡ％／＾?＼?３０．２％?■?３５．０％??２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８＊?２０１９？?２０２０＊??■■销售ｆｔ?亿美元?■?？?车增长宰??图】－２?２０１３－２０２０年我国工业机器人销售额及增长率??目前，我国的制造业正在掀起“机器换人”热潮，通过“机器换人”来提高产品质量和??业生产效率，节省劳动力［５］。因此，工业机器人的发展也正迎来高潮期。工厂打磨环??恶劣，打磨作业艰苦，威胁人类健康等问题，打磨行业“机器换人”的问题尤为突出，??待解决。手工打磨效率低，环境对人影响严重，造成打磨成本增高图１－３为传统手工??磨图片。传统的机器抛磨加工设备有普通磨床、专用磨床以及数控磨床等，他们与机??人抛磨系统的对比如表１－１所示［６］。??
磨方面起步早，技术研宄已相对成熟。??釀ＪＵ??图１－４?ＯＲＡＳ公司机器人抛磨系统?图１－５?ＡＢＢ打磨机器人??ｔ＾ＧＴＯＧｍｏ?＾?Ｉ：…、：ＩＩＰ??２？禮??图１－６?ＭＯＴＯＭＡＮ公司的机器人磨削系统?图１－７新加坡砂带抛磨系统??＾ｒ＾ｅｃｉ?１／?—，丄?ｉ“??ｓｅｎｓ°ｒ??ｌａｉｉｊｊｆｃ??图１－８家具行业的机器人磨削系统??国内对机器人抛磨系统的研宄起于上世纪９０年代，华中科技大学对机器人路径规??划、抛光工艺、工艺知识库等方面开展了研宄，开发了一套基于ＰＵＭＡ５６２机器人的抛??光试验系统。吉林大学和长春大学基于超声弹性机器人研抛系统研宄，沈阳自动化研宄??所对大型航空透明件进行的研磨抛光机器人系统的研宄，北京航空航天大学与廊坊智通??机器人有限公司合作研发的机器人柔性加工打磨系统［１３］，廊坊智通机器人公司开发出了??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊控制方法介绍[J]. 程凤林,张军芳,杜鹏,崔红芳,刘旭浩,刘士琴. 山东工业技术. 2019(06)
[2]基于模糊控制的智能交通灯教学实验平台设计[J]. 王永红. 机电工程技术. 2019(02)
[3]基于模糊PID的加热炉温度控制系统[J]. 孙江,孟朝霞,张晓荣. 运城学院学报. 2018(06)
[4]模糊PID控制在电机调速系统中的应用[J]. 刘光星,贺刚,张毅. 电子测试. 2019(02)
[5]基于模糊自适应算法的航天器姿态控制[J]. 周湛杰,王新生,王岩. 电机与控制学报. 2019(02)
[6]自适应模糊PID控制在快充电路中的应用研究[J]. 苗伟根,林弥. 电子世界. 2019(01)
[7]基于工业机器人的曲面打磨工艺建模[J]. 谌鸿强,陈庆盈,李桂琴. 计量与测试技术. 2018(07)
[8]基于曲面拟合的复杂自由曲面网格划分[J]. 陈礼杰,吴慧,李铁瑞,高博青. 中南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[9]工业机器人时间-能量-脉动最优轨迹规划[J]. 施祥玲,方红根. 机械设计与制造. 2018(06)
[10]叶片复杂曲面的机器人抛磨工艺规划[J]. 黄婷,许辉,樊成,孙立宁,陈国栋. 光学精密工程. 2018(01)
博士论文
[1]基于被动柔顺控制的机器人抛磨方法研究[D]. 黄婷.苏州大学 2017
[2]曲面数控加工编程轨迹的NURBS拟合及插补算法研究[D]. 吴继春.华中科技大学 2012
[3]机器人磨削叶片关键技术研究[D]. 赵扬.吉林大学 2009
硕士论文
[1]基于模糊PID的灌注机流量控制研究[D]. 魏雄杰.湖北工业大学 2018
[2]面向复杂曲面的工业机器人打磨运动规划技术研究[D]. 李名水.五邑大学 2018
[3]面向工业机器人曲面砂带打磨的轨迹生成方法研究[D]. 张斌.华南理工大学 2018
[4]面向小型金属铸件的机器人自动抛磨关键技术研究[D]. 张金锋.哈尔滨工业大学 2017
[5]抛光打磨机器人控制系统的设计与实现[D]. 王淼.广东工业大学 2016
[6]基于机器人的玻璃自动打磨系统的设计与实现[D]. 叶永龙.浙江理工大学 2013
本文编号：2965178
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