热加工用工业机器人执行系统毕业设计.docVIP

用于木加工的有的工业机器人 木业加工行业装配和搬运的工业机器人 摘要 工业机器人是一种新型的自动化操作装置，它可作业的要求按照预先确定的程序搬运物体装卸零件以及操作持喷枪、焊把工具去完成一定的作业随着电子技术的发展已逐渐成为一个独立的自动化的装置并扩大应用到铸造、加工、焊接、组装和喷漆等作业中让生产程序变更加的方便用一套合理的控制方案来实现设计当中采用了动方式合理的加入自己的想法了控制器的功能工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。国内在机器人研究和产品开发方面成绩突出的单位有:中科院沈阳自动化所、哈工大机器人所、机械部自动化所、上海交大机器人所、中国矿业大学、山东矿业学院机器人研究中心等。3.2驱动方式 目前机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动、电机驱动等多种方式，各种驱动方式有其自身的特点，在工业机器人中液压和气压驱动应用很广泛，有些机器人则同时采用多种驱动方式，这都视不同机器人的特点和要求所定。比较这些驱动方式的特点，从中选出适合上料机械手的驱动方式。 机械手的传动系统，根据动力源的不同，分为液压、气压、电器、机械气液联合和电液联合等方式。目前采用的主要是前三种。据资料统计，液压占55%，气压占40%，电器占1%。角度时，三个相应的旋转变换矩阵分别是: Rot(xi,)= (4.1) Rot(yi,)= (4.2) Rot(zi,)= (4.3) 在不需要特别指出坐标系的名称时，i、j可以省去，即Rot(x,)=[R]。 若Sj分别沿Si的xi、yi、zi轴正方向移动d,则可得三个相应的旋转平移矩阵，为： Trans(xi,d)= (4.4) Trans(yi,d)= (4.5) Trans(zi,d)= (4.6) 在下面的机械手运动学求解中，通过各关节的固联坐标系的旋转平移即可推导出所要的位姿方程。 4.1.2 连杆参数与位姿变量 操作机为多杆系统，两杆间的位姿矩阵是求得操作机末端执行器位姿矩阵的基础，而两杆间的位姿矩阵的建立依赖于结构参数、运动形式和运动参数，以及这些参数按不同顺序建立的几何模型。常见的有两类模型，第一类是固联坐标系前置模型，第二类是固联坐标系后置模型。在本文中用第二类模型作为求解位姿矩阵的依据。 取以回转副联结的两相邻杆件，其一为Li-1杆，另一为Li杆。前者靠近基座，后者靠近末端执行器。联结两连杆的运动副称作关节。它的编号规定为：Li-1与Li的关节为i号关节，Li与Li+1的关节为i+1号关节。连杆Li的固联坐标系为Si，令Si的zi轴置于i号关节的旋转轴上，这时Si的原点Oi落在i号关节的轴线上，即坐标系Si置于杆Li的靠近基座的关节上，故称固联坐标系后置。根据D-H标记法，有以下规定： 图4.1 回转副连接的两杆件 如图4.1，设连杆Li的两轴线为zi和zi+1，前者为Li-1与Li的相对回转轴线，后者为Li与Li+1的相对回转轴线。 选两回转轴z的公垂线为x轴，zi-1与zi轴的公垂线为xi-1轴，zi与zi+1轴的公垂线为xi轴。xi-1与zi-1的交点为杆件Li-1固联坐标系Si-1的原点Oi-1,xi与zi的交点为杆件Li固联坐标系Si的原点Oi。zi-1与zi的交错角为i-1，zi与zi+1的交错角为i，两者都分别以绕xi-1、xi轴右旋为正。xi-1与xi的交错角为i，以绕zi右旋为正。xi-1与zi的交点为Ci，Ci到Oi的距离为di，沿zi轴方向为正。回转轴（关节轴）公垂距分别记作ai-1，ai，沿xi-1，xi方向为正。 在固联坐标系前置模型中实际上确定了位姿矩阵所要用到的4个参数，即、a、和d，其中、a、d称作结构参数，称为运动参数。 4.1.3 确定两杆之间位姿矩阵的方法 本文用D-H法确定两杆之间位姿矩阵，它是由Denavit和Hartenberg在1955年提出的一种为关节链中每一杆建立相对位姿的矩阵方法。根据上面建立的几何模型，按变换组合得出最终公式。使用时，根据机械手的具体情况定出四个参数值，代入公式，即可求得两杆之间的位姿矩阵，具体论述如下： 由图4.1.1可知固联坐标系后置时，杆Li的固联坐标系Si可以认为是相对于Si-1先绕xi-1转i-1角，记作Rot(xi-1,i-1)；再沿xi-1平移ai-1，记作Tr