本文關(guān)鍵詞：拋磨機(jī)器人力反饋裝置設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 力反饋裝置 工業(yè)機(jī)器人 磨削拋光 電氣比例閥

【摘要】：工業(yè)機(jī)器人是目前工業(yè)自動化中最常用的機(jī)器人,對生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)性具有很強(qiáng)的靈活性。它能夠代替人類進(jìn)行繁重的重復(fù)性勞動,將人從惡劣的工作環(huán)境中解放出來。越來越多的傳統(tǒng)制造業(yè)開始逐漸利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)業(yè)的自動化升級,生產(chǎn)環(huán)境臟、亂、差的磨削拋光產(chǎn)業(yè)尤其如此。目前對于比較復(fù)雜的曲面零件磨削拋光,如何提高加工精度和生產(chǎn)效率,是阻礙工業(yè)機(jī)器人在此行業(yè)應(yīng)用普及的主要問題。本文針對普通工業(yè)機(jī)器人在拋磨過程剛性過大等問題,提出在機(jī)器人末端增加力反饋裝置的解決方法。本文集成氣壓驅(qū)動、伺服控制、機(jī)械傳動等,設(shè)計(jì)了適用于工業(yè)機(jī)器人磨削拋光作業(yè)的末端力反饋裝置,并建立機(jī)、電、氣混合控制模型,依據(jù)拋磨系統(tǒng)實(shí)際需求,設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng),進(jìn)行誤差修正后標(biāo)定了該裝置的各方面性能,根據(jù)簡單的拋磨軌跡進(jìn)行試驗(yàn),測試其動態(tài)性能效果,并將其應(yīng)用在航空發(fā)動機(jī)葉片的拋磨實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,驗(yàn)證裝置的實(shí)用性。論文主要研究內(nèi)容如下:1)面向拋磨工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的力反饋裝置設(shè)計(jì)。為了解決在磨削與拋光作業(yè)中,工業(yè)機(jī)器人的末端柔順性問題,根據(jù)現(xiàn)有的原理思想,和預(yù)計(jì)的裝置性能指標(biāo),選擇相應(yīng)的元器件(包括空氣彈簧/氣缸、電氣比例閥、位移傳感器等),并根據(jù)所選擇的元件設(shè)計(jì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)并分析,完成裝置的結(jié)構(gòu)搭建,并利用有限元對部分零件進(jìn)行校核驗(yàn)證。2)拋磨力反饋裝置機(jī)、電、氣混合控制系統(tǒng)建模與控制方法研究。根據(jù)推導(dǎo)的電氣比例閥流量方程、氣缸質(zhì)量流量連續(xù)性方程及系統(tǒng)的力平衡方程等建立力反饋裝置的總模型,并根據(jù)得到的總模型設(shè)計(jì)力反饋裝置的控制系統(tǒng),確定參數(shù)后進(jìn)行仿真試驗(yàn),設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的操作界面。3)力反饋裝置實(shí)驗(yàn)方法研究。通過定量測試實(shí)驗(yàn)和簡單的拋磨軌跡作業(yè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證本課題設(shè)計(jì)的力反饋裝置及提出的力反饋控制模型的可行性,并應(yīng)用到具體葉片拋磨實(shí)驗(yàn)來證明裝置的實(shí)用性。定量測試實(shí)驗(yàn)是建立力輸入、輸出測試實(shí)驗(yàn)臺,通過對輸入力與輸出力的跟隨模型,來評估力反饋裝置的跟蹤精度、反應(yīng)時間、最小分辨力等參數(shù)。通過結(jié)合工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行簡單的拋磨軌跡實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證動態(tài)情況下裝置的力控性能,最后結(jié)合了力反饋裝置對葉片進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn),并對比有無裝置情況下葉片拋光的質(zhì)量與效率,驗(yàn)證裝置在工業(yè)應(yīng)用中的可行性。
【關(guān)鍵詞】：力反饋裝置 工業(yè)機(jī)器人 磨削拋光 電氣比例閥
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242.2;TG580.692
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-22
• 1.2.1 拋磨作業(yè)的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 機(jī)器人拋磨作業(yè)中力反饋技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析21-22
• 1.3 本文課題來源與主要研究內(nèi)容22-24
• 1.3.1 本課題來源22
• 1.3.2 本文主要研究內(nèi)容22-24
• 第二章 面向拋磨工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的力反饋裝置設(shè)計(jì)24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 設(shè)計(jì)原理與性能指標(biāo)24-25
• 2.2.1 設(shè)計(jì)原理24-25
• 2.2.2 性能指標(biāo)25
• 2.3 關(guān)鍵元器件選擇25-27
• 2.3.1 氣缸26
• 2.3.2 電氣比例閥26
• 2.3.3 位移傳感器26
• 2.3.4 力傳感器26-27
• 2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析27-32
• 2.4.1 力反饋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
• 2.4.2 裝置強(qiáng)度校核29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 力反饋裝置的機(jī)電氣混合控制系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 模型推導(dǎo)34-40
• 3.2.1 氣動動力機(jī)構(gòu)建模34-35
• 3.2.2 電氣比例閥流量方程35-36
• 3.2.3 比例閥的連接氣管模型36-37
• 3.2.4 閥控缸系統(tǒng)的總模型37-40
• 3.3 控制系統(tǒng)仿真40-41
• 3.3.1 本裝置系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型40-41
• 3.3.2 仿真分析41
• 3.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)41-45
• 3.4.1 控制系統(tǒng)的原理42-43
• 3.4.2 控制系統(tǒng)電路及人機(jī)界面的設(shè)計(jì)43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 力反饋裝置的性能測試及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)46-66
• 4.1 引言46
• 4.2 樣機(jī)的裝配與實(shí)驗(yàn)平臺的搭建46-48
• 4.3 力反饋裝置的性能測試實(shí)驗(yàn)48-54
• 4.3.1 控制量的檢測與誤差修正48-51
• 4.3.2 性能參數(shù)的測試51-52
• 4.3.3 動態(tài)作業(yè)下的裝置性能測試52-53
• 4.3.4 性能測試總結(jié)53-54
• 4.4 基于力反饋裝置的葉片拋磨實(shí)驗(yàn)研究54-64
• 4.4.1 機(jī)器人編程方法的選擇54-55
• 4.4.2 基于力反饋裝置的葉片拋磨路徑規(guī)劃55-63
• 4.4.3 樣機(jī)的具體應(yīng)用實(shí)例-葉片拋磨63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文73-74
• 致謝74-75

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 龍寅;;消防用信號反饋裝置觸點(diǎn)接觸電阻試驗(yàn)不確定度分析[J];科技資訊;2012年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李闖;拋磨機(jī)器人力反饋裝置設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];蘇州大學(xué);2016年

2 郭旭;線繩—框架式力反饋裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2012年

3 運(yùn)紅麗;3支鏈6自由度并聯(lián)結(jié)構(gòu)力/力矩反饋裝置的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2005年

，

本文編號：680896