隨著智能制造發(fā)展,工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展。產(chǎn)品研磨拋光是產(chǎn)品制造領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)之一,由于存在磨拋均勻性無法保證、用人成本高等問題。傳統(tǒng)人工研磨拋光工藝技術(shù)的升級換代,促進機器人技術(shù)在該領(lǐng)域得到應(yīng)用,大多數(shù)主要以剛性工件的研磨拋光作為主要作用對象,有些工業(yè)制品其屬性并非剛性具有柔性特性,而直接采用以開發(fā)機器人剛性的研磨拋光技術(shù)不能很好滿足工藝質(zhì)量要求。因此開展柔性體研磨拋光特性研究和開發(fā)針對其特性的機器人研磨拋光技術(shù)的無力傳感器控制器設(shè)計,不僅具有較高的理論指導(dǎo)意義且具有較大的現(xiàn)實意義。與剛性工件不同,柔性體在受力后會產(chǎn)生變形,其位置、姿態(tài)及磨拋力隨著作用點不同而變化,如何對變形后的加工表面的位置、姿態(tài)及磨拋力進行軌跡跟蹤是機器人對柔性體進行磨拋操作時機器人控制系統(tǒng)設(shè)計的難點。為此本研究選擇傳統(tǒng)牛皮研磨拋光工藝為研究對象,通過查閱相關(guān)文獻和其自身屬性,采用ABAQUS有限元分析軟件構(gòu)建虛擬實驗平臺,模擬提取了牛皮表面加工變形后的位置、姿態(tài)及磨拋力工藝參數(shù),同時基于該系列參數(shù),以6R機器人柔順控制的原理和方法構(gòu)建了一套控制系統(tǒng)技術(shù)方案,并在Matlab 2019b搭建了... 

【文章來源】：武漢紡織大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

東京理工大學(xué)機器人打磨系統(tǒng)

徑?├砜拼笱?usaomiNagata團隊設(shè)計了一種帶有學(xué)習(xí)型力/位置混合控制器的高精度機器人打磨系統(tǒng)[3]，如圖1.1所示�？刂葡到y(tǒng)的輸入軌跡由通過CAM系統(tǒng)計算得到的機器人末端工具位置數(shù)據(jù)生成，在實際的控制過程中，通過修改軌跡的方式使打磨力誤差減校在打磨過程中，系統(tǒng)通過不斷得學(xué)習(xí)使打磨精度升高，能達到和熟練工人同等的打磨精度。不足是對環(huán)境改變的適應(yīng)過程較長，也就說在環(huán)境改變后的初次磨拋過程中打磨精度較低。圖1.1東京理工大學(xué)機器人打磨系統(tǒng)Fig.1.1RobotpolishingsystematTokyoinstituteoftechnology圖1.2多特蒙德大學(xué)機器人打磨系統(tǒng)Fig.1.2RobotpolishingsystematDortmunduniversity針對小批量的打磨和去毛刺任務(wù)，德國多特蒙德大學(xué)的DomroesF，Kuhlenkoetter等學(xué)者設(shè)計了一種機器人打磨系統(tǒng)[4-6]，如圖1.2所示�；谌嵝跃幊谈拍�，通過采用機器人力控制和速度控制兩種控制策略，使打磨工具自動沿著工件輪廓運動。在設(shè)計過程中，基于輪廓接觸識別和動態(tài)路徑適應(yīng)的經(jīng)驗提出了一種路徑校正方法，解決了操作臺上工具加持可能不對齊的問題。該系統(tǒng)的不足是打磨作用力為通過示教的方式得到，不是在線力控制的過程。近些年，臺灣、新加坡、波蘭等國家也對機器人磨拋系統(tǒng)的開發(fā)展示了濃厚的興趣，先后開發(fā)出了自己的磨拋系統(tǒng)[7]。其中，在機器人磨拋領(lǐng)域發(fā)展最成功的企業(yè)當(dāng)屬

3始建于1989年的德國SHL自動化技術(shù)股份公司[8]。該公司不僅研發(fā)出將自主的磨拋機和機器人有機結(jié)合成的機器人磨拋系統(tǒng)，而且針對不同用戶的不同零件、不同磨拋精度等要求均開發(fā)出配套的自動化機器人磨拋生產(chǎn)線。圖1.3所示為該公司自主研制的機器及磨拋設(shè)備。圖1.3SHL公司自主研發(fā)的機器人磨拋設(shè)備Fig.1.3RobotgrindingandpolishingequipmentindependentlydevelopedbySHLcompany國內(nèi)方面，中科院自動化所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等研究所及重點大學(xué)還包括相當(dāng)一部分企業(yè)也都致力于機器人磨拋技術(shù)的研究。其中，北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等將機器人磨拋技術(shù)應(yīng)用于航空產(chǎn)品；沈陽新松機器人自動化股份有限公司、成都光電技術(shù)研究所等對機器人磨拋在光學(xué)和生物學(xué)等方面的可行性進行了研究[9]。雖然國內(nèi)的起步較晚，但隨著時間的沉淀，很多單位及企業(yè)已取得了一定的研究成果。如江門順宗拋光公司、沈陽新松機器人有限公司、上�！褒R龍”機器人自動化公司等都研制出自己的機器人磨拋設(shè)備，并完全擁有自主產(chǎn)權(quán)[10]。圖1.4沈陽新松磨拋機器人Fig.1.4Shenyangxinsonggrindingandthrowingrobot綜上所述，國外對機器人磨拋技術(shù)的研究較早，采用的控制技術(shù)更先進，能實現(xiàn)較高等級的磨拋精度。ABB、KUKA等機器人公司更是直接從控制器底層對力控制進行研究，且不對外開放其控制器系統(tǒng)[11]；而國內(nèi)在這方面的起步較晚，大多都停留在控制算法的理論研究階段，但不可否認的是，以新松公司為代表的企業(yè)和研究機構(gòu)已開發(fā)出可應(yīng)用于實際加工的機器人磨拋設(shè)備。2、機器人力控制算法研究現(xiàn)狀目前機器人力控制算法領(lǐng)域的研究熱點是力/位置混合控制、阻抗控制。力/位置混

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于迭代學(xué)習(xí)的旋耕機刀軸焊接機器人軌跡跟蹤控制研究[J]. 張楚,文西芹,朱文亮.  機械設(shè)計與制造. 2019(10)
[2]薄板零件磨削變形有限元仿真[J]. 朱傳敏,胡驍.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2019(03)
[3]基于模糊自適應(yīng)PID控制的機器人運動控制仿真研究[J]. 宋昌寶,宋金澤,鄭曉圓,李奕陳,李俊龍,馮雷.  長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[4]機器人逆運動學(xué)解析解的選取算法[J]. 肖志鍵,吳建華.  機械設(shè)計與制造. 2018(08)
[5]基于模糊補償?shù)臋C器人力/位置控制策略的研究[J]. 楊宗泉,陳新度,吳磊.  機床與液壓. 2017(17)
[6]基于曲線擬合的二自由度系統(tǒng)自由振動的響應(yīng)參數(shù)求解[J]. 梅迎春,傅惠南,胡昆,石遠豪,羅星星.  機床與液壓. 2016(03)
[7]面向機器人的多維力/力矩傳感器綜述[J]. 鐘曉玲,張曉霞.  傳感器與微系統(tǒng). 2015(05)
[8]基于S函數(shù)實現(xiàn)的參數(shù)自整定模糊PID控制器[J]. 魯改鳳,盧東偉,孟波,王佳,鞠陽.  華北水利水電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
[9]基于1stOpt的質(zhì)子交換膜燃料電池模型優(yōu)化[J]. 王愷爾,葉美盈,許友生.  電源技術(shù). 2009(08)
[10]導(dǎo)彈彈體內(nèi)壁打磨機器人及其運動軌跡規(guī)劃[J]. 孫一蘭,柳洪義,王品,羅忠.  中國機械工程. 2009(07)

博士論文
[1]機器人與環(huán)境間力/位置控制技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 李正義.華中科技大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于阻抗控制的機器人力控制技術(shù)研究[D]. 丁潤澤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]機器人鈑金鉆孔軌跡規(guī)劃及位置伺服控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 孟力.武漢紡織大學(xué) 2018
[3]基于力反饋的打磨機器人控制系統(tǒng)研究[D]. 劉志恒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于四元數(shù)的工業(yè)機器人姿態(tài)規(guī)劃與插補算法的研究[D]. 謝文雅.華中科技大學(xué) 2017
[5]面向大型風(fēng)電葉片的機器人阻抗控制順應(yīng)打磨研究[D]. 連學(xué)軍.華中科技大學(xué) 2017
[6]仿海蟹機器人螯足設(shè)計及柔順控制研究[D]. 楊圣喜.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[7]面向機器人拋光打磨的一維恒力裝置及控制系統(tǒng)[D]. 何偉崇.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[8]基于視覺的6R工業(yè)機械臂運動規(guī)劃[D]. 鄢誠摯.蘭州理工大學(xué) 2016
[9]六關(guān)節(jié)串聯(lián)機器人機構(gòu)奇異位形研究[D]. 呂永軍.中國科學(xué)院研究生院(沈陽計算技術(shù)研究所) 2016
[10]有刷直流電機模糊PID自整定方法實驗研究[D]. 吳春楊.哈爾濱工程大學(xué) 2016



本文編號：2927286