基于工業(yè)機器人的鋁合金管接頭鑄件去毛刺系統的研制.pdf

1、隨著時代的發(fā)展和科技的進步，人力資源成本越來越高，機器人代替人工參與工業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)已經成為未來的發(fā)展趨勢，在工廠中使用工業(yè)機器人柔性加工技術也成為了現代工廠的標志之一。這不僅可以提高加工處理的效率，更重要的是可以改善操作環(huán)境，降低工人危險，提高加工質量。
　　本文以研究開發(fā)鋁合金管接頭鑄件的自動去毛刺系統為目標，詳細介紹了以工業(yè)機器人為中心，開發(fā)專用的周邊設備配合組成鋁合金管接頭鑄件去毛刺系統。首先根據工廠中鋁合金管接頭鑄件的

2、產品特點和加工經驗，確定了以工業(yè)機器人為中心并配合以自主設計開發(fā)的二維鋸床平臺和氣動輔助處理單元等設備的自動去毛刺系統總體方案，然后在設計過程中應用虛擬裝配技術，建立三維模型，進行虛擬裝配，并進行各機構之間的協調運動分析，分析理想工作節(jié)拍，通過工業(yè)機器人與氣動輔助處理單元的協調控制完成磨削力控制以保證加工質量，在MTALAB中進行仿真。最后進行工業(yè)機器人和周邊輔助處理單元的聯合調試，完成樣機試制，并利用樣機進行產品加工，根據加工結果分析

3、理想的加工處理參數。
　　論文第一章，對工業(yè)機器人的應用現狀和發(fā)展方向進行了闡述，分析了工業(yè)機器人的應用前景。隨后介紹了鋁合金鑄件清理技術的發(fā)展現狀，以及工業(yè)機器人在鋁合金鑄件清理中的應用情況。在此基礎之上提出了本課題的主要研究和設計內容。
　　論文第二章，根據鋁合金管接頭鑄件去毛刺的過程，設計了以工業(yè)機器人為中心，輔以二維鋸床平臺和氣動輔助處理單元的去毛刺系統。針對這套系統的特點和設計要求，對工業(yè)機器人的進行選型;分析毛刺

4、前的澆冒口切除過程，確定了二維鋸床平臺的設計方案，完成伺服驅動系統的計算和選型;利用氣動系統的緩沖性能和力控制功能，提出了氣缸推動氣動砂輪的氣動去毛刺輔助處理單元的結構方案，并進行原件選型和附加零件設計。最后利用Solidworks建立三維模型完成虛擬裝配。
　　論文第三章，首先采用Solidworks和MATLAB/Simulink進行三維虛擬裝配，建立機器人的運動學仿真平臺，并在建立的平臺上進行工業(yè)機器人的運動學規(guī)劃和仿真;然

5、后對電機驅動滾珠絲桿的鋸床進給驅動模塊進行分析，采用PID控制對電機進行三環(huán)整定，并對不同參數的整定效果在MATLAB/Simulink中進行仿真分析;接著對氣動砂輪輔助機構進行壓力控制的分析，采用PWM控制高速開關閥進而控制系統輸出壓力，建立仿真模型;最后對工業(yè)機器人去毛刺系統進行生產情況分析和生產節(jié)拍分析，在MATLAB/Simulink中建立系統的整體仿真模型，輸出所需要的機器人和周邊設備的速度、角速度曲線，觀察機器人和周邊設備的

6、協調運動情況;提取仿真數據，進行運動節(jié)拍分析，為尋找最優(yōu)工作節(jié)拍，提高工作效率提供基礎。
　　論文第四章，在選擇合適的工業(yè)機器人及其控制器基礎之后，對周邊輔助設備控制系統進行了硬件部分的選型設計和外圍電路的常規(guī)設計，其中包括各種傳感器和PLC的選型，二維鋸床平臺、氣動輔助去毛刺系統等周邊設備的設計，以及各控制器、傳感器、PLC之間的接口設計。在選定的硬件基礎之上，建立控制框架。設計了利用工業(yè)機器人完成切除澆冒口和去毛刺工作的系統控