【摘要】：為提高石板材研磨生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平,改善石板材上下料裝置的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和工作效率,在現(xiàn)有的石板材上下料裝置基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)新型石板材上下料裝置,并根據(jù)軌跡規(guī)劃方法,在直角坐標(biāo)空間中對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行了軌跡規(guī)劃。采用有過(guò)渡圓弧的門(mén)字路徑以避免末端執(zhí)行器在拐角處抖動(dòng),分別對(duì)三個(gè)平動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)采用修正梯形加速度模式,使末端執(zhí)行器的位移、速度、加速度隨時(shí)間連續(xù)變化,平滑過(guò)渡。在Adams和Matlab中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,結(jié)果表明:采用有過(guò)渡圓弧的門(mén)字路徑和修正梯形加速度模式的軌跡規(guī)劃方案,裝置運(yùn)行平穩(wěn),動(dòng)力特性好,工作效率高。
【圖文】：

動(dòng)規(guī)律加速突變的缺陷，但是相比修正梯形加速度規(guī)律，效率較低［10］。運(yùn)動(dòng)軌跡可在關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間和直角坐標(biāo)空間中進(jìn)行規(guī)劃，但對(duì)于需要避開(kāi)一定障礙物的花崗石板材上下料裝置，，適合采用直角坐標(biāo)空間［11］。因此，本文在直角坐標(biāo)空間中采用有過(guò)渡圓弧的門(mén)字路徑和修正梯形加速度模式，并利用Adams和Matlab進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，通過(guò)分析末端執(zhí)行器的位移、速度、加速度的時(shí)間響應(yīng)、運(yùn)動(dòng)特性和工作效率，從而驗(yàn)證軌跡規(guī)劃的合理性。1裝置工況介紹及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．1自動(dòng)上下料裝置的工況介紹板材的上下料流程如圖1所示，板材在料臺(tái)上有兩種擺放方式，如圖2a所示的水平放置和圖2b所示的傾斜放置。水平放置方式主要是針對(duì)毛面板材;傾斜放置方式主要針對(duì)光面板材，以避免已加工表面擦傷。石板材自動(dòng)上下料裝置的任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)板材由料臺(tái)到輥道過(guò)程的自動(dòng)化。某石板材研磨生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1所示。圖1石板材研磨生產(chǎn)線上下料流程(a)板材水平放置(b)板材傾斜放置圖2石板材在料臺(tái)上的放置方式表1生產(chǎn)線相關(guān)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)節(jié)拍10～45s/次板材長(zhǎng)度700～2500mm板材寬度500～1000mm板材厚度10～30mm放置傾角80°載荷范圍10．5～225kg1．2自動(dòng)上下料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作者設(shè)計(jì)了一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，經(jīng)濟(jì)適用的懸臂式石板材自動(dòng)上下料裝備，如圖3所示，包括立柱、橫梁、縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器、輥道和料臺(tái)。橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條沿橫梁往復(fù)運(yùn)動(dòng);縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由氣缸驅(qū)動(dòng)沿橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng);板材吸附裝置固定在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)下端，由固定在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的氣缸推動(dòng)末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣末端執(zhí)行器有沿x、y方向的平動(dòng)自由度和沿z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共三個(gè)

渭鈾俁裙?律，效率較低［10］。運(yùn)動(dòng)軌跡可在關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間和直角坐標(biāo)空間中進(jìn)行規(guī)劃，但對(duì)于需要避開(kāi)一定障礙物的花崗石板材上下料裝置，適合采用直角坐標(biāo)空間［11］。因此，本文在直角坐標(biāo)空間中采用有過(guò)渡圓弧的門(mén)字路徑和修正梯形加速度模式，并利用Adams和Matlab進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，通過(guò)分析末端執(zhí)行器的位移、速度、加速度的時(shí)間響應(yīng)、運(yùn)動(dòng)特性和工作效率，從而驗(yàn)證軌跡規(guī)劃的合理性。1裝置工況介紹及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．1自動(dòng)上下料裝置的工況介紹板材的上下料流程如圖1所示，板材在料臺(tái)上有兩種擺放方式，如圖2a所示的水平放置和圖2b所示的傾斜放置。水平放置方式主要是針對(duì)毛面板材;傾斜放置方式主要針對(duì)光面板材，以避免已加工表面擦傷。石板材自動(dòng)上下料裝置的任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)板材由料臺(tái)到輥道過(guò)程的自動(dòng)化。某石板材研磨生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1所示。圖1石板材研磨生產(chǎn)線上下料流程(a)板材水平放置(b)板材傾斜放置圖2石板材在料臺(tái)上的放置方式表1生產(chǎn)線相關(guān)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)節(jié)拍10～45s/次板材長(zhǎng)度700～2500mm板材寬度500～1000mm板材厚度10～30mm放置傾角80°載荷范圍10．5～225kg1．2自動(dòng)上下料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作者設(shè)計(jì)了一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，經(jīng)濟(jì)適用的懸臂式石板材自動(dòng)上下料裝備，如圖3所示，包括立柱、橫梁、縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器、輥道和料臺(tái)。橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條沿橫梁往復(fù)運(yùn)動(dòng);縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由氣缸驅(qū)動(dòng)沿橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng);板材吸附裝置固定在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)下端，由固定在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的氣缸推動(dòng)末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣末端執(zhí)行器有沿x、y方向的平動(dòng)自由度和沿z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共三個(gè)自由度，四個(gè)分運(yùn)動(dòng)。裝置在橫梁最遠(yuǎn)?

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