去毛刺機器人設計及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、毛刺是金屬零件制造生產(chǎn)過程中的自然現(xiàn)象，嚴重影響零件的加工質量、制造成本、生產(chǎn)效率、使用性能、工作壽命等。目前，我國汽車鋁合金車輪年產(chǎn)量世界第一，而車輪毛刺的去除一直困擾著我國車輪制造商。毛刺的去除方法有多種，由于各種原因，我國大部分企業(yè)仍然采用的是人工去毛刺的方法。很顯然，傳統(tǒng)的人工打磨去毛刺已很難適應大批量、高要求的零件加工。而機器人去毛刺具有精度高、效率高、靈活性高、工作壽命長、對環(huán)境要求低等優(yōu)點，被譽為最有前途的去毛刺方法。本文

2、即為江蘇某車輪廠研制一臺去毛刺機器人，具有重要的理論指導意義和實際使用價值。
　　本文首先對去毛刺機器人的各部件材料、總體結構和各關節(jié)傳動方案進行分析研究。設計了六自由度關節(jié)型機器人，手腕采用RBR型手腕。設計了多種關節(jié)傳動方案，綜合考慮，選擇最優(yōu)的傳動方案。根據(jù)設計的傳動方案，選擇諧波減速器型號，計算齒輪參數(shù)，選擇關節(jié)驅動電機型號，確定去毛刺機器人的技術參數(shù)。完成了去毛刺機器人本體支撐結構和傳動系統(tǒng)的設計。
　　對機器人去

3、毛刺方式進行分析研究，使機器人末端安裝刀具，沿車輪輪廓進行去毛刺，整個過程分為兩個部分:一是對去毛刺路徑進行軌跡規(guī)劃，保證刀具沿毛刺分布方向合理運動;其次給刀具施加適當?shù)牧?，確保徹底去除毛刺的同時避免對車輪表面的損傷。并針對機器人去毛刺過程中可能存在的干涉現(xiàn)象和過切現(xiàn)象，設計了彈性末端執(zhí)行器。
　　對去毛刺機器人進行運動仿真研究。建立基于D-H坐標系的去毛刺機器人運動學方程，進行運動學分析。利用Pro/E建立去毛刺機器人虛擬樣機模

4、型，通過Mech/Pro接口導入到ADAMS中進行運動仿真，在后處理模塊中得到關節(jié)轉角、關節(jié)速度、關節(jié)力矩等重要參數(shù)信息，為去毛刺機器人物理樣機的設計提供重要的參考依據(jù)。在ANSYS軟件中創(chuàng)建腰部、臂部和肘部的模態(tài)文件，替代原先的剛性機構，進行剛柔耦合仿。并對柔性化的部件進行應力分析，提出腰部、臂部和肘部的迸一步優(yōu)化方案。
　　最后，針對傳統(tǒng)工業(yè)機器人專用控制器維修困難，成本高，編程較難，工人不易掌握等缺點以及工廠現(xiàn)有設備的條件下