打磨機(jī)器人機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化設(shè)備，集運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)理論、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬軟件技術(shù)、控制理論、傳感器技術(shù)、人工智能理論等科學(xué)及技術(shù)于一體，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、太空和海洋探索、國(guó)防技術(shù)等領(lǐng)域。在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體制造過(guò)程中，殼體內(nèi)壁粘有絕熱層，絕熱層需要打磨成很薄的均勻麻面后再進(jìn)行下一工序。傳統(tǒng)的手工打磨不僅打磨效率和質(zhì)量低下，而且粉塵對(duì)工作人員的健康有很大傷害。為了提高生產(chǎn)效率及改善作業(yè)環(huán)境，研制了打磨機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)打磨過(guò)程的

2、自動(dòng)化、智能化。
　　 本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)四自由度的特種機(jī)器人-打磨機(jī)器人，由打磨機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)完成對(duì)細(xì)長(zhǎng)殼體內(nèi)壁絕熱層自動(dòng)化打磨任務(wù)。首先，以CATIA軟件為基礎(chǔ)，對(duì)打磨機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，搭建機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整各關(guān)節(jié)角可使機(jī)器人對(duì)空間一定范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行打磨。并在ANSYS軟件中建立大臂模型，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、模態(tài)分析，從中選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確定本體設(shè)計(jì)和驗(yàn)證打磨方

3、案的合理性。
　　 其次，通過(guò)對(duì)伺服系統(tǒng)的各種形式、電機(jī)性能進(jìn)行分析比較，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)快速響應(yīng)、平穩(wěn)工作的要求，對(duì)打磨機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)方式、交流伺服電機(jī)、減速器進(jìn)行計(jì)算選擇，并采用先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)打磨機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，從而使打磨機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)。
　　 最后，研究了打磨機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件、軟件結(jié)構(gòu)和具體的工作模式，其中包括IPC、PMAC和各個(gè)伺服電機(jī)間的分級(jí)控制結(jié)構(gòu)，PMAC附件在機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用，并針對(duì)