【摘要】：玻璃開料是玻璃深加工過程中首道加工工序。傳統(tǒng)方式是利用金剛石砂輪在玻璃表面形成劃痕,進(jìn)而通過人工掰片實(shí)現(xiàn)分離,達(dá)到玻璃切割的目的。這一過程一方面依賴于人力實(shí)現(xiàn)掰片,另一方面也需要依賴于人的視覺判斷,頻繁進(jìn)行掰片后玻璃的移動(dòng)與避撞。正因如此,長期以來玻璃掰片自動(dòng)化程度低,即便出現(xiàn)了回轉(zhuǎn)式的自動(dòng)掰片臺,也因效率低而被市場棄用,嚴(yán)重阻礙了整線的自動(dòng)化和智能化進(jìn)程。隨著機(jī)器人應(yīng)用的普及,以智能化的機(jī)器人作為掰片工具替代人工成為可能。本文主要研究雙機(jī)器人全自動(dòng)化玻璃掰片系統(tǒng),重點(diǎn)解決:1)滿足下料排樣方案和玻璃流片次序的掰片作業(yè)規(guī)劃問題;2)雙機(jī)器人協(xié)調(diào)掰片作業(yè)的避撞問題。首先,依據(jù)玻璃的斷裂原理與開料工藝的特點(diǎn),重點(diǎn)考慮玻璃掰開的“一刀切”約束、玻璃流片的指定次序和玻璃掰片的平面作業(yè)等工藝約束,提出雙機(jī)器人玻璃掰片系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,包括系統(tǒng)功能規(guī)劃、機(jī)械結(jié)構(gòu)與布局、雙機(jī)器人協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制方案、通訊方案與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。其次,針對掰片作業(yè)規(guī)劃問題,構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型,并提出了掰片次序規(guī)則算法和緩存玻璃排布優(yōu)化策略進(jìn)行求解�；诖ＡА耙坏肚小钡呐艠庸に嚰s束,掰片次序算法以待掰片玻璃作為多叉樹,“一刀切”排樣結(jié)果作為分支節(jié)點(diǎn),采用了基于遞歸結(jié)構(gòu)和條件限制的多叉樹深度優(yōu)先搜索策略求解掰片次序;在掰片過程中,為適應(yīng)多叉樹搜索規(guī)則,設(shè)計(jì)“緩存區(qū)域”,并基于該區(qū)域掰片玻璃實(shí)時(shí)存儲的特征,采用基于底左優(yōu)先原則和最低水平線算法的排布策略對緩存玻璃進(jìn)行排布。然后,研究了雙機(jī)器人協(xié)調(diào)掰片作業(yè)的避撞問題,提出了雙機(jī)協(xié)同作業(yè)避撞方法。通過建立基于機(jī)器人包圍盒技術(shù)的碰撞檢測模型,把機(jī)器人的空間碰撞問題轉(zhuǎn)化為求解空間幾何體間的距離問題;并提出了基于雙機(jī)器人掰片作業(yè)空間的雙機(jī)避讓方法,從源頭上避免雙機(jī)運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞,解決了雙機(jī)器人掰片作業(yè)時(shí)的避撞問題。最后,通過仿真和實(shí)物集成測試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和有效性。設(shè)計(jì)了帶透明化監(jiān)控功能的雙機(jī)器人玻璃掰片上位機(jī)系統(tǒng);搭建了仿真集成實(shí)驗(yàn)平臺,驗(yàn)證了玻璃掰片作業(yè)規(guī)劃方法對雙機(jī)器人作業(yè)的指導(dǎo)作用;搭建了實(shí)物集成測試平臺,驗(yàn)證了雙機(jī)器人玻璃掰片系統(tǒng)的可行性和透明化監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。論文的研究工作能有效解決流片混亂問題,在一定程度上降低了掰片損耗,提高了掰片作業(yè)效率,推動(dòng)了玻璃深加工產(chǎn)線的自動(dòng)化與智能化。
【圖文】：

]；圖 1-1 b）是 ABB 公司的雙機(jī)器人鼠標(biāo)裝配工作站；圖1-1 c）和圖 1-1 d）分別是東南大學(xué)運(yùn)用雙機(jī)器人進(jìn)行焊接和搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)。雙、多機(jī)器人的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)作業(yè)是國際機(jī)器人技術(shù)中的熱點(diǎn)研究課題。本文通過對雙機(jī)器人的布局設(shè)計(jì)、雙機(jī)器人基坐標(biāo)系的標(biāo)定、雙機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)碰撞檢測、雙機(jī)器人軌跡規(guī)劃四個(gè)方面的文獻(xiàn)綜述，來對雙機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。1.3.1.1 雙機(jī)器人布局現(xiàn)狀研究研究雙機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是先解決雙機(jī)器人的布局問題，但是目前國內(nèi)外在布局方面的研究不多。在多機(jī)器人系統(tǒng)或者雙機(jī)器人系統(tǒng)的研究中，許多研究者默認(rèn)機(jī)器人已被放置完畢，但沒有解釋這樣放置的具體原因。對于單機(jī)器人的布局研究，主要涉及一個(gè)機(jī)器人與多個(gè)外圍設(shè)備之間或一個(gè)機(jī)器人與多個(gè)工作站之間的布局問題；對于雙機(jī)器人的布局研究，不僅涉及機(jī)器人與外圍設(shè)備的布局問題，還要考慮雙機(jī)器人之間的干涉問題。雙機(jī)器人完成任務(wù)的質(zhì)量直接受布局的好壞影響，，因此，布局研究是雙機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)研究中的重要組成部分之一，是建立雙機(jī)器人系統(tǒng)的開端。要解決布局問題，就要結(jié)合機(jī)器人的自身特征、任務(wù)需求和運(yùn)動(dòng)中的

a) ABB 雙工業(yè)機(jī)器人焊接作業(yè) b) ABB 雙機(jī)器人裝配作業(yè)圖 1-2 雙工業(yè)機(jī)器人協(xié)調(diào)作業(yè)Fig.1-2 Dual Industrial Robot Coordination Work
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2682733