本文關(guān)鍵詞：齒條拉削機(jī)床精確送料控制研究

  更多相關(guān)文章： 送料系統(tǒng) 機(jī)械手 幾何誤差 誤差補(bǔ)償 粒子群

【摘要】：機(jī)械手協(xié)同送料系統(tǒng)的引入進(jìn)一步提高了拉床的加工效率并降低了人工成本,但由于機(jī)械手及其他送料系統(tǒng)中的機(jī)構(gòu)存在靜態(tài)與動態(tài)誤差,從而降低了工件在夾具中的定位精度,進(jìn)而直接影響工件的加工精度�；谶@些必要性,本文主要針對機(jī)械手協(xié)同拉削裝備的多源誤差模型及其補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了研究,并在工件送料誤差預(yù)測模型的基礎(chǔ)上提出了一種基于改進(jìn)的粒子群算法的誤差補(bǔ)償控制策略。本文針對機(jī)械手協(xié)同的拉削裝備,對拉削系統(tǒng)的機(jī)械組成及其工作原理進(jìn)行了介紹,完成了對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì);其次根據(jù)機(jī)械手協(xié)同送料系統(tǒng)的運(yùn)動和力學(xué)特性建立了由系統(tǒng)各部分組成誤差數(shù)學(xué)模型;然后根據(jù)改進(jìn)的粒子群算法,設(shè)計(jì)了IPSO最優(yōu)誤差補(bǔ)償控制器;最后將該控制器應(yīng)用于機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中完成了試驗(yàn)驗(yàn)證。第1章介紹了有關(guān)機(jī)械手協(xié)同拉削裝備的背景和意義及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外的發(fā)展研究現(xiàn)狀。第2章主要介紹了機(jī)械手協(xié)同拉削裝備的系統(tǒng)組成及其性能指標(biāo),展示了拉削裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu),并著重說明了電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)搭建。其中主要包括供配電設(shè)計(jì),PLC模塊的選型及配置,伺服系統(tǒng)選型及搭建和ABB機(jī)械手通訊系統(tǒng)的搭建。第3章首先根據(jù)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)置D-H坐標(biāo)系,并且通過連續(xù)齊次坐標(biāo)變換推導(dǎo)出機(jī)械手末端TCP運(yùn)動學(xué)模型。首先針對各機(jī)械手部件的制造、裝配與控制等靜態(tài)誤差與桿件的彈性變形誤差,推導(dǎo)出關(guān)于各自由度運(yùn)動參數(shù)誤差的TCP定位誤差模型;其次根據(jù)滾珠與絲杠滾道的接觸模型建立了絲杠的接觸形變誤差模型;然后根據(jù)工件在夾具中的受力情況得到工件的彎曲誤差;最后綜合上述誤差來源,構(gòu)成機(jī)械手協(xié)同拉削送料的多誤差模型。第4章基于第3章中建立的多誤差模型引入改進(jìn)的粒子群控制算法理論,通過尋優(yōu)迭代得出機(jī)械手誤差補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)方案。將IPSO算法所得結(jié)果作為機(jī)械手控制器的輸入,從而實(shí)現(xiàn)對拉削送料系統(tǒng)綜合誤差的控制補(bǔ)償,通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該誤差補(bǔ)償控制系統(tǒng)的有效性。第5章針對本文所做的工作內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與分析,并對今后機(jī)械手協(xié)同的拉削誤差補(bǔ)償控制系統(tǒng)的研究方向進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：送料系統(tǒng) 機(jī)械手 幾何誤差 誤差補(bǔ)償 粒子群
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG57;TP241
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 機(jī)械手協(xié)同送料誤差來源及補(bǔ)償技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 機(jī)械手位姿誤差檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀13
• 1.3 論文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 齒條拉削機(jī)床精確送料系統(tǒng)設(shè)計(jì)15-29
• 2.1 拉削送料系統(tǒng)工作原理和性能指標(biāo)15-17
• 2.1.1 系統(tǒng)組成和工作原理15-16
• 2.1.2 性能指標(biāo)16-17
• 2.2 拉削送料系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-19
• 2.2.1 工件夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17-18
• 2.2.2 工件末端位置檢測機(jī)構(gòu)18-19
• 2.2.3 夾具滑臺送退料機(jī)構(gòu)19
• 2.3 拉削送料系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)19-28
• 2.3.1 系統(tǒng)供配電設(shè)計(jì)19-20
• 2.3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.3 PLC模塊設(shè)計(jì)21-23
• 2.3.4 元器件選型23-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 精確送料系統(tǒng)的誤差建模29-50
• 3.1 自動送料系統(tǒng)誤差來源分析29
• 3.2 機(jī)械手TCP位姿誤差分析29-43
• 3.2.1 位姿描述與坐標(biāo)系齊次變換30-31
• 3.2.2 機(jī)械手TCP運(yùn)動學(xué)模型31-33
• 3.2.3 機(jī)械手TCP靜態(tài)誤差模型33-39
• 3.2.4 機(jī)械手TCP動態(tài)誤差模型39-43
• 3.3 工件進(jìn)退料滑臺運(yùn)動誤差43-48
• 3.3.1 考慮幾何誤差的滾珠絲杠接觸形變協(xié)調(diào)模型43-45
• 3.3.2 滾珠絲杠副Hertz接觸形變模型45-48
• 3.4 工件夾持撓度誤差分析48
• 3.5 多誤差來源綜合48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 拉削系統(tǒng)送料誤差補(bǔ)償策略研究50-63
• 4.1 拉削送料系統(tǒng)IPSO誤差補(bǔ)償控制策略分析50-51
• 4.2 機(jī)械手誤差補(bǔ)償控制策略設(shè)計(jì)51-54
• 4.2.1 參數(shù)粒子化53
• 4.2.2 優(yōu)化評價(jià)函數(shù)選取53
• 4.2.3 粒子群中粒子的位置初始化53-54
• 4.2.4 粒子位置更新54
• 4.2.5 局部最優(yōu)與全局最優(yōu)選取54
• 4.3 拉削系統(tǒng)誤差補(bǔ)償試驗(yàn)研究54-61
• 4.3.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-56
• （1）PLC控制程序設(shè)計(jì)54-55
• （2）上位機(jī)數(shù)據(jù)采集程序55-56
• 4.3.2 試驗(yàn)分析56-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第5章 總結(jié)和展望63-65
• 5.1 工作總結(jié)63-64
• 5.2 工作展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄一 碩士在讀期間參加的科研項(xiàng)目69-70
• 附錄二 粒子群算法控制系統(tǒng)部分功能塊程序摘要70-74

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本文編號：681564