本文關鍵詞：齒條拉削機床精確送料控制研究

  更多相關文章： 送料系統(tǒng) 機械手 幾何誤差 誤差補償 粒子群

【摘要】：機械手協(xié)同送料系統(tǒng)的引入進一步提高了拉床的加工效率并降低了人工成本,但由于機械手及其他送料系統(tǒng)中的機構存在靜態(tài)與動態(tài)誤差,從而降低了工件在夾具中的定位精度,進而直接影響工件的加工精度�；谶@些必要性,本文主要針對機械手協(xié)同拉削裝備的多源誤差模型及其補償技術進行了研究,并在工件送料誤差預測模型的基礎上提出了一種基于改進的粒子群算法的誤差補償控制策略。本文針對機械手協(xié)同的拉削裝備,對拉削系統(tǒng)的機械組成及其工作原理進行了介紹,完成了對電氣控制系統(tǒng)的設計;其次根據(jù)機械手協(xié)同送料系統(tǒng)的運動和力學特性建立了由系統(tǒng)各部分組成誤差數(shù)學模型;然后根據(jù)改進的粒子群算法,設計了IPSO最優(yōu)誤差補償控制器;最后將該控制器應用于機械手的控制系統(tǒng)設計中完成了試驗驗證。第1章介紹了有關機械手協(xié)同拉削裝備的背景和意義及其相關關鍵技術的國內外的發(fā)展研究現(xiàn)狀。第2章主要介紹了機械手協(xié)同拉削裝備的系統(tǒng)組成及其性能指標,展示了拉削裝備的機械結構,并著重說明了電氣系統(tǒng)的設計搭建。其中主要包括供配電設計,PLC模塊的選型及配置,伺服系統(tǒng)選型及搭建和ABB機械手通訊系統(tǒng)的搭建。第3章首先根據(jù)機械手結構設置D-H坐標系,并且通過連續(xù)齊次坐標變換推導出機械手末端TCP運動學模型。首先針對各機械手部件的制造、裝配與控制等靜態(tài)誤差與桿件的彈性變形誤差,推導出關于各自由度運動參數(shù)誤差的TCP定位誤差模型;其次根據(jù)滾珠與絲杠滾道的接觸模型建立了絲杠的接觸形變誤差模型;然后根據(jù)工件在夾具中的受力情況得到工件的彎曲誤差;最后綜合上述誤差來源,構成機械手協(xié)同拉削送料的多誤差模型。第4章基于第3章中建立的多誤差模型引入改進的粒子群控制算法理論,通過尋優(yōu)迭代得出機械手誤差補償?shù)淖顑?yōu)方案。將IPSO算法所得結果作為機械手控制器的輸入,從而實現(xiàn)對拉削送料系統(tǒng)綜合誤差的控制補償,通過試驗驗證了該誤差補償控制系統(tǒng)的有效性。第5章針對本文所做的工作內容進行了總結與分析,并對今后機械手協(xié)同的拉削誤差補償控制系統(tǒng)的研究方向進行了展望。
【關鍵詞】：送料系統(tǒng) 機械手 幾何誤差 誤差補償 粒子群
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG57;TP241
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 相關技術國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 機械手協(xié)同送料誤差來源及補償技術的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 機械手位姿誤差檢測技術的研究現(xiàn)狀13
• 1.3 論文研究內容和結構13-15
• 第2章 齒條拉削機床精確送料系統(tǒng)設計15-29
• 2.1 拉削送料系統(tǒng)工作原理和性能指標15-17
• 2.1.1 系統(tǒng)組成和工作原理15-16
• 2.1.2 性能指標16-17
• 2.2 拉削送料系統(tǒng)的機械系統(tǒng)設計17-19
• 2.2.1 工件夾緊機構設計17-18
• 2.2.2 工件末端位置檢測機構18-19
• 2.2.3 夾具滑臺送退料機構19
• 2.3 拉削送料系統(tǒng)的電氣設計19-28
• 2.3.1 系統(tǒng)供配電設計19-20
• 2.3.2 控制系統(tǒng)設計20-21
• 2.3.3 PLC模塊設計21-23
• 2.3.4 元器件選型23-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第3章 精確送料系統(tǒng)的誤差建模29-50
• 3.1 自動送料系統(tǒng)誤差來源分析29
• 3.2 機械手TCP位姿誤差分析29-43
• 3.2.1 位姿描述與坐標系齊次變換30-31
• 3.2.2 機械手TCP運動學模型31-33
• 3.2.3 機械手TCP靜態(tài)誤差模型33-39
• 3.2.4 機械手TCP動態(tài)誤差模型39-43
• 3.3 工件進退料滑臺運動誤差43-48
• 3.3.1 考慮幾何誤差的滾珠絲杠接觸形變協(xié)調模型43-45
• 3.3.2 滾珠絲杠副Hertz接觸形變模型45-48
• 3.4 工件夾持撓度誤差分析48
• 3.5 多誤差來源綜合48-49
• 3.6 本章小結49-50
• 第4章 拉削系統(tǒng)送料誤差補償策略研究50-63
• 4.1 拉削送料系統(tǒng)IPSO誤差補償控制策略分析50-51
• 4.2 機械手誤差補償控制策略設計51-54
• 4.2.1 參數(shù)粒子化53
• 4.2.2 優(yōu)化評價函數(shù)選取53
• 4.2.3 粒子群中粒子的位置初始化53-54
• 4.2.4 粒子位置更新54
• 4.2.5 局部最優(yōu)與全局最優(yōu)選取54
• 4.3 拉削系統(tǒng)誤差補償試驗研究54-61
• 4.3.1 控制系統(tǒng)軟件設計54-56
• （1）PLC控制程序設計54-55
• （2）上位機數(shù)據(jù)采集程序55-56
• 4.3.2 試驗分析56-61
• 4.4 本章小結61-63
• 第5章 總結和展望63-65
• 5.1 工作總結63-64
• 5.2 工作展望64-65
• 參考文獻65-69
• 附錄一 碩士在讀期間參加的科研項目69-70
• 附錄二 粒子群算法控制系統(tǒng)部分功能塊程序摘要70-74

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本文編號：681564