2P3R型機床上下料機器人研究與開發(fā).pdf

1、工業(yè)機器人是一種集機械、電子、信息等技術于一體的自動化設備，在加工制造業(yè)有著舉足輕重的地位?；谖以簩嶒炇覍嶋H需要，本文以自主創(chuàng)新設計的2P3R型機床上下料機器人為研究對象，對該機器人進行運動學、動力學分析，旨在盡可能優(yōu)化并驗證機械結構，為物理樣機制造及控制提供理論參考；對該機器人進行試教控制系統(tǒng)的開發(fā)，旨在控制該機器人完成上下料工作。
　　首先，本文介紹了機器人和機器人動力學的發(fā)展及研究現狀，論述了本文研究所涉及的機器人數學、運

2、動學、動力學等的理論。采用D-H（Denavit-Hartenberg）法對自主創(chuàng)新設計的2P3R型機床上下料機器人進行運動學研究。詳細的給出了該機器人正運動學方程推導過程，通過計算驗證了正運動學方程的正確性；同時進行了逆運動學方程的求解，提出解決該機器人逆解的多解問題的方法；應用UG軟件建立了該機器人的三維裝配模型并導入到ADAMS軟件中，對機器人上下料作業(yè)進行了運動學仿真分析，得到了機器人末端夾手的上下料軌跡、位移及速度曲線；建立了

3、基座與桿件、末端執(zhí)行器碰撞的數學模型，采用蒙特卡洛法并結合碰撞檢測算法對機器人進行工作空間分析，得到基座與桿件、末端無碰撞“點云圖”，同時提出圖解法與數值仿真方法相結合的方法繪制并驗證了剖截面工作空間邊界。以上提出的方法為其它機構的機器人研究提供參考和借鑒。以上研究結果表明：該機器人機構設計合理，可以覆蓋整個上下料區(qū)域，靈活性好。
　　其次，本文采用拉格朗日法對該機器人進行動力學建模，同時采用ADAMS軟件對該機器人進行了動力學仿

4、真分析。在這個過程中，首先，采用拉格朗日法給出了動力學模型的詳細推導過程；然后，借助UG、ADAMS軟件對其進行動力學仿真分析，通過ADAMS后處理模塊輸出各個驅動器的加速度、力、力矩曲線及標出曲線的峰值，探究在上下料過程中各個驅動器輸出力/力矩情況。研究結果為為進一步優(yōu)化該機器人機構及控制提供依據。
　　最后，對該機器人進行了示教控制系統(tǒng)開發(fā)和實驗。在這個過程中，首先，搭建了機器人控制系統(tǒng)的硬件平臺并做好連接調試；其次，編寫示教