学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

协作式抛光机器人系统运动学及轨迹规划研究

作　者: 彭吉平
导　师: 刘平安
学　校: 华东交通大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 自由曲面 抛光机器人 末端执行器 PID控制 轨迹规划 行切法
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 171次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来,随着工业的迅速发展,新技术的应用使自由曲面形状的零件基本可以实现自动化加工,但最终的研磨抛光加工仍依赖熟练工人的手工操作,这是低成本、短周期、高质量和环境友好型零件制造的薄弱环节。为提高零件制造的加工精度、表面质量、加工效率以及保持良好的工作环境,本文以机器人技术为基础研究开发了一套针对工件自由曲面加工的抛光机器人系统。本文针对课题小组设计的协作式七自由度抛光机器人,介绍了其加工系统原理,并采用开放式体系结构,建立了“PC机+运动控制卡+交流伺服驱动器+交流伺服电机+传感器”的硬件控制系统,选择设计了抛光机器人的末端执行器,对执行器核心部件抛光工具进行PID控制,通过MATLAB软件对力控制系统仿真验证了控制策略的可行性。基于D-H方法建立了抛光加工的机器人运动学数学模型,推导出机器人的运动学方程,应用新的方法快速、准确地求出了正、逆运动学解。系统地研究了抛光工具的轨迹规划问题,提出了基于行切法轨迹规划的抛光加工原理,将累加弦长三次参数样条曲线的拟合、插补方法应用于机器人自动抛光控制算法中,通过对算法参数的设置,实时生成可控精度的抛光加工轨迹。最后,提出了CP控制方式的关节轨迹连续控制算法,实现机器人连续、协调运动。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 课题的研究背景  8
  1.2 课题相关领域的研究现状  8-14
    1.2.1 国内外自由曲面精加工研究现状  8-10
    1.2.2 机器人自动研磨抛光系统研究现状  10-13
    1.2.3 开放式机器人控制系统及控制策略的研究  13-14
  1.3 课题选题意义  14
  1.4 课题的研究内容  14-16
第二章 抛光机器人系统的研究  16-23
  2.1 抛光机器人结构简介  16-17
  2.2 抛光机器人加工系统概述  17-18
  2.3 抛光机器人控制系统的研究  18-22
    2.3.1 抛光机器人控制系统硬件平台的建立  18-19
    2.3.2 机器人控制器的选择  19-21
    2.3.3 机器人伺服驱动系统的设计  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 抛光机器人运动学分析  23-33
  3.1 引言  23
  3.2 抛光机器人运动学正解分析  23-29
    3.2.1 D-H 表示法及齐次坐标变换矩阵的推导  23-25
    3.2.2 抛光机器人的连杆坐标系和D-H 表的建立  25-27
    3.2.3 抛光机器人的运动学方程  27-29
  3.3 抛光机器人运动学逆解分析  29-32
  3.4 本章小结  32-33
第四章 抛光机器人末端执行器的研究及开发  33-40
  4.1 引言  33
  4.2 末端执行器机械结构的设计  33-35
  4.3 抛光工具的抛光力控制及仿真  35-38
    4.3.1 抛光工具PID 力控制系统仿真模型的研究  35-36
    4.3.2 系统的仿真  36-38
  4.4 本章小结  38-40
第五章 机器人抛光轨迹的规划及生成  40-60
  5.1 工件自由曲面抛光加工的轨迹规划  41-46
    5.1.1 抛光工具轨迹的规划  41-42
    5.1.2 抛光加工的行切法轨迹规划原理  42-43
    5.1.3 抛光轨迹行间距的确定  43-46
  5.2 机器人抛光加工轨迹的生成  46-49
    5.2.1 抛光机器人运动轨迹的插值运算  46-47
    5.2.2 抛光工具运动轨迹的生成算法  47-49
  5.3 曲线的插值与插补算法  49-57
    5.3.1 三次参数样条曲线的简述  49
    5.3.2 插补算法的设计与选择  49-50
    5.3.3 累加弦长三次参数样条曲线的构造及求解  50-54
    5.3.4 拟合与插补算法模拟实例  54-57
  5.4 关节空间中抛光机器人关节变量轨迹规划  57-59
    5.4.1 关节变量轨迹规划  57
    5.4.2 三次多项式轨迹规划  57-59
  5.5 小结  59-60
第六章 结束语  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64
个人简历 在读期间发表的学术论文  64

相似论文

  1. 船用舵机电液伺服单元单神经元PID控制,U666.152
  2. 涵道式无人飞行器系统的建模与控制策略研究,V249.122
  3. 半导体激光器温度控制系统的研究,TP273
  4. 压电驱动微工作台的控制与校正技术研究,TP273
  5. 基于模糊整定PID的海浪运动模拟试验台控制系统设计,TP273.4
  6. 晶圆传输机器人关键控制技术研究,TP242.2
  7. 一种多用途采摘机器人末端执行器的设计与研究,S24
  8. 多层共挤流涎成形过程温度控制技术研究,TQ320.721
  9. 基于控制方法的粒子群算法改进及应用研究,TP301.6
  10. 水果采摘机器人视觉控制及其轨迹规划研究,TP242.6
  11. 电渣炉过程控制系统的设计及优化控制,TP273
  12. 工业锅炉水位控制系统的研究,TP273
  13. 移动机器视觉定位导航和自主避障系统的研究,TP242
  14. 最优分数阶PID控制器的设计与研究,TP13
  15. 汽车起动机性能高精度高稳定测试方法研究及应用,U467
  16. 工业机器人离线编程系统关键技术的研究,TP242
  17. 基于电液比例阀控缸位置系统的控制策略及性能研究,TH137.52
  18. 基于直线电机的机器视觉高速定位系统,TM33
  19. 车载“动中通”卫星通信地球站伺服控制系统的研究与设计,TN927.21
  20. PID参数自整定的研究与应用,TP273
  21. 基于自适应控制和模糊控制的并条机自调匀系统的研究,TS103.3

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
© 2012 www.xueweilunwen.com