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机器人自动制孔控制系统软件开发

作　者: 魏明哲
导　师: 柯映林；毕运波
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 机器人 自动制孔 末端执行器 轨迹规划
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


机器人自动制孔是一项集成多种先进数字化技术的加工技术体系,广泛用于工业自动化生产行业。在飞机制造业中,铆接、螺栓连接占有相当大的比重；因此飞机制造业中存在大量的制孔操作。随着机器人技术的发展,机器人各方面性能都得到大幅提高,机器人自动制孔技术也被应用到飞机制造业中。它纠正了传统手工制孔的缺点,可以大幅提高制孔效率,并能够提高制孔的定位精度和加工质量,满足飞机制造中的高疲劳寿命的要求。在国外,机器人自动制孔技术在飞机制造业已广泛用；但在国内,该技术目前还处于起步状态。本文依托浙江大学机械工程学系航空制造研究所开发的机器人自动制孔试验平台,针对其控制设备展开研究,着重针三座标定位器、机器人平台及末端执行器进行了分析,并通过VC开发机器人自动制孔控制系统软件(简称RDS),满足了试验所需功能,并配合机器人完成相关加工试验等。本文第一章介绍了课题的研究背景,总结了国内外飞机装配制造中的机器人自动制孔技术现状,并给出了本文的研究内容和框架结构。第二章针对机器人自动制孔试验系统,总体介绍了各工装的主体机械结构和基本的性能参数,并通过对基于SynqNet现场总线技术的控制系统的搭建,介绍其控制系统组件及IO模块等。第三章针对机器人自动制孔试验系统的功能需求,开发了软件系统的界面、框架及各组成模块的功能。第四章采用基于三阶函数S曲线和三角函数S曲线的算法,分别对试验系统中单轴运动及多轴联动情况进行了轨迹规划,并通过试验验证规划效果。第五章介绍了机器人自动制孔系统试验内容及试验结果,分析了其各方面性能,证明了系统的可行性。第六章对全文进行了总结,指出论文取得的主要研究成果,并对下一步的工作进行了展望。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 引言  10-11
  1.2 自动制孔技术  11-14
    1.2.1 概述  11-13
    1.2.2 现状与发展  13-14
  1.3 工业机器人技术  14-17
    1.3.1 概述  15
    1.3.2 现状与发展  15-17
  1.4 课题研究背景、内容和意义  17
    1.4.1 研究内容  17
    1.4.2 研究意义  17
  1.5 论文结构  17-19
第二章 机器人自动制孔试验系统硬件介绍  19-37
  2.1 运动控制设备设计介绍  19-31
    2.1.1 运动控制设备工装  19-26
    2.1.2 基于SynqNet现场总线控制系统设计  26-29
    2.1.3 控制系统硬件组成  29-31
  2.2 机器人、激光跟踪仪介绍  31-35
    2.2.1 ABB机器人  31-33
    2.2.2 Leica激光跟踪仪  33-35
  2.3 本章小结  35-37
第三章 机器人自动制孔试验系统控制软件开发  37-48
  3.1 基于MPI的软件开发技术  37-40
    3.2.1 软件开发平台和工具  37-38
    3.2.2 软件工作原理  38
    3.2.3 MPI介绍  38-40
  3.2 软件模块分析与设计  40-47
    3.2.1 功能模块设计  41-44
    3.2.2 操作流程模块设计  44-47
  3.3 本章小结  47-48
第四章 驱动轴运动轨迹规划  48-71
  4.1 MEI运动控制方式  48-50
  4.2 轨迹规划  50-61
    4.2.1 三阶函数S曲线规划  50-54
    4.2.2 三角函数S曲线规划  54-61
  4.3 运动试验  61-70
    4.3.1 单轴运动试验  61-64
    4.3.2 多轴联动试验  64-69
    4.3.3 小结  69-70
  4.4 本章小结  70-71
第五章 制孔试验结果与分析  71-79
  5.1 试验内容  71-75
    5.1.1 系统工艺流程  71-74
    5.1.2 制孔加工参数  74-75
  5.2 试验结果  75-77
    5.2.1 制孔效率  75
    5.2.2 制孔质量  75-77
  5.3 本章小结  77-79
第六章 总结与展望  79-81
  6.1 总结  79
  6.2 展望  79-81
参考文献  81-84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
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