工業(yè)機(jī)器人主動恒力裝置的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)4.0的到來，工業(yè)機(jī)器人開始在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用，不僅可以提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，而且對減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高勞動環(huán)境、保障工人的人身安全具有十分重要的意義。在拋光打磨行業(yè)，工業(yè)機(jī)器人恒力控制極為重要，精確的力控制可以降低零件表面的粗糙度，提高零件的質(zhì)量;然而在傳統(tǒng)的機(jī)器人恒力控制中，既要對機(jī)器人進(jìn)行力控制，又要對機(jī)器人進(jìn)行位置控制，導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人整體控制復(fù)雜，響應(yīng)較慢，精度較低。為解決以上問題，基于工業(yè)機(jī)器人

2、力和位置分離的方式，通過設(shè)計獨立的恒力控制裝置來解決工業(yè)機(jī)器人作業(yè)的力控制，使機(jī)器人力控制作業(yè)中不用考慮機(jī)器人的運動控制，達(dá)到解耦的效果，從而降低機(jī)器人整體控制的復(fù)雜度，提高機(jī)器人力控制精度。
　　本文分別從機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、硬件和軟件等方面分別對工業(yè)機(jī)器人主動恒力裝置進(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)。首先分析恒力裝置的工作要求，明確要實現(xiàn)的功能，根據(jù)其原理對恒力裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)和氣路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，給出了滿足要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)方案，減少運動過程中不同部

3、件之間的耦合關(guān)系，保證恒力裝置高效工作。其次分析恒力裝置的整體結(jié)構(gòu)，明確恒力裝置模型的核心是壓電式比例閥，通過分析閥和各傳感器的工作過程得到恒力裝置整體系統(tǒng)模型，并對該模型進(jìn)行模糊PID控制，得出穩(wěn)定系統(tǒng)的控制參數(shù)。再對恒力裝置的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計，硬件進(jìn)行設(shè)備選型，設(shè)備布局和控制器IO分配;軟件采用上下位機(jī)的工作方式，依據(jù)TCP/IP通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，下位機(jī)負(fù)責(zé)對恒力裝置的運動控制，上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)更新，從而達(dá)到人機(jī)交互