用于電解銅剝片的轉(zhuǎn)運機器人系統(tǒng)研究.pdf

1、永久陰極銅電解技術(shù)具有環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢,是銅冶煉發(fā)展的方向。國內(nèi)目前多數(shù)銅冶煉廠仍采用傳統(tǒng)的始極片工藝,技術(shù)改造需求大,而永久陰極銅電解工藝需要配置相應(yīng)的剝片機組,由于傳統(tǒng)工藝的相關(guān)設(shè)備均為一體化專用設(shè)備,故難于直接改造成永久陰極銅電解工藝中的可用設(shè)備。本文針對此問題,將現(xiàn)有的一體化專用設(shè)備根據(jù)功能的不同分成不同的模塊,實現(xiàn)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(xiàn)各個模塊之間的相互協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運,擴充了各模塊之間

2、組合排布的靈活性,可提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率,降低技術(shù)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(shè)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(yīng)的工作要求,通過對比分析確定機器人的結(jié)構(gòu)類型及傳動方案,同時,根據(jù)負(fù)載特點和選定的機器人結(jié)構(gòu),設(shè)計了相應(yīng)的平衡機構(gòu),不僅減小了所需的關(guān)節(jié)驅(qū)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(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上完成了對機器人的驅(qū)

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(guān)節(jié)坐標(biāo)系,根據(jù)機器人具體結(jié)構(gòu)的特點,推導(dǎo)了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,得到了機器人的運動學(xué)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(xué)方程的電解銅機器人動力學(xué)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(guān)鍵點生成原始軌跡,利用加權(quán)系數(shù)法建立同時考慮時間和沖擊影響的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),設(shè)計了一種適于求解多約束多目標(biāo)問題的自適應(yīng)遺傳算法,基于matlab編程環(huán)境編寫了相應(yīng)的算法程序,通過導(dǎo)入電解銅剝片機器人的具體參數(shù),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