用于電解銅剝片的轉運機器人系統(tǒng)研究.pdf

1、永久陰極銅電解技術具有環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢,是銅冶煉發(fā)展的方向。國內目前多數銅冶煉廠仍采用傳統(tǒng)的始極片工藝,技術改造需求大,而永久陰極銅電解工藝需要配置相應的剝片機組,由于傳統(tǒng)工藝的相關設備均為一體化專用設備,故難于直接改造成永久陰極銅電解工藝中的可用設備。本文針對此問題,將現有的一體化專用設備根據功能的不同分成不同的模塊,實現在永久陰極銅電解工藝改造時的重新利用。本文研制了電解銅剝片機器人,以實現各個模塊之間的相互協(xié)調轉運,擴充了各模塊之間

2、組合排布的靈活性,可提高現有設備的利用率,降低技術改造成本,促進新工藝的推廣。
　　本文首先從電解銅剝片工藝進行分析,以設備布置緊湊、靈活為目的,同時為了滿足一定的工作效率,對電解銅剝片機器人提出了相應的工作要求,通過對比分析確定機器人的結構類型及傳動方案,同時,根據負載特點和選定的機器人結構,設計了相應的平衡機構,不僅減小了所需的關節(jié)驅動器的力矩和功率,而且提高了機器人穩(wěn)定性,延長了使用壽命,在結構設計的基礎上完成了對機器人的驅

3、動電機和減速器的選型。
　　其次,基于D-H法建立了電解銅剝片機器人的關節(jié)坐標系,根據機器人具體結構的特點,推導了相應的數學模型,得到了機器人的運動學方程,利用蒙特卡洛法獲得了機器人的工作空間,求解了雅可比矩陣,此外還給出了基于凱恩動力學方程的電解銅機器人動力學求解的遞推公式。為了保證電解銅剝片機器人的安全性和穩(wěn)定性,本文還利用有限元法對其各主要零部件進行了分析校核。
　　然后,為了使電解銅剝片機器人既有較高的操作效率又能保

4、證運動的平穩(wěn)性,本文給出了一種基于三次樣條曲線的最優(yōu)時間-沖擊的軌跡規(guī)劃方法,利用三次樣條曲線連接各關鍵點生成原始軌跡,利用加權系數法建立同時考慮時間和沖擊影響的優(yōu)化目標函數,設計了一種適于求解多約束多目標問題的自適應遺傳算法,基于matlab編程環(huán)境編寫了相應的算法程序,通過導入電解銅剝片機器人的具體參數,完成了實例仿真,證明了本文給出的最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法可以有效的平衡機器人在操作效率和運動平穩(wěn)性之間的矛盾。
　　最后,針對機器人