基于六維力傳感器的打磨機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著國家工業(yè)化進(jìn)程的加快和科技的進(jìn)步，生產(chǎn)制造領(lǐng)域不斷發(fā)展，自動化程度大幅提高。目前汽車制造行業(yè)采用人工方式打磨輪轂，存在質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低等弊端，制約了輪轂制造技術(shù)的發(fā)展。本課題針對輪轂自動打磨關(guān)鍵技術(shù)展開研究，開發(fā)了一套基于六維力傳感器的打磨機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對汽車輪轂的自動打磨工作。
　　首先對汽車輪轂的主要參數(shù)和打磨工藝展開調(diào)研，提取了汽車輪轂的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了汽車輪轂的制造方法和打磨工藝，以昆山六豐機(jī)械工業(yè)有限公司的鋁合

2、金輪轂打磨工況為例，將打磨工藝參數(shù)化。
　　依據(jù)打磨要求及設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了一套基于六維力傳感器的五自由度打磨機(jī)器人，主要包括水平移動平臺、打磨機(jī)械臂、六維力傳感器、輪轂升降平臺、氣動夾爪和機(jī)器人支架等部件。同時，建立了打磨機(jī)器人的正向運(yùn)動學(xué)模型，確定D-H參數(shù)及位姿矩陣，基于蒙特卡羅法求取了機(jī)器人自動打磨的有效工作空間和邊界。進(jìn)一步，對打磨機(jī)器人進(jìn)行模態(tài)分析，分析了其固有頻率及相應(yīng)振型，指導(dǎo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　為獲取打

3、磨過程中的力信息，本課題根據(jù)打磨力的測量范圍，基于一維測力元件及六維力傳感器的測力原理，設(shè)計(jì)了六維力傳感器及核心元件彈性體的結(jié)構(gòu)，采用“滑軸”思想實(shí)現(xiàn)了力的解耦，并添加了過載保護(hù)法蘭結(jié)構(gòu)，有效的保護(hù)了彈性體，采集電路板集成在傳感器內(nèi)部，使其具備模塊化的特點(diǎn)。進(jìn)一步，搭建了系統(tǒng)軟硬件平臺，主要包括基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)變數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)模塊及上位機(jī)模塊等，實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)變數(shù)據(jù)的采集和處理。設(shè)計(jì)了六維力傳感器的標(biāo)定系統(tǒng)，基于杠桿原理設(shè)計(jì)了