纖維纏繞機(jī)自動(dòng)掛紗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、纖維纏繞機(jī)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，自動(dòng)化程度也較高，但距離完全自動(dòng)化、無人管理還有一定差距，主要問題是沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸和自動(dòng)掛紗。為滿足日益提高的實(shí)際生產(chǎn)要求，提高自動(dòng)化程度是十分必要的。在此背景下，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，本文研究設(shè)計(jì)了一個(gè)以機(jī)械手為主要部件的自動(dòng)掛紗系統(tǒng)，得出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。 本文依照機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想，對(duì)自動(dòng)掛紗系統(tǒng)機(jī)械整體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。在機(jī)器人學(xué)的理論基礎(chǔ)上，使用D-H方法

2、建立了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；通過問題簡(jiǎn)化，利用代數(shù)解法，進(jìn)行了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和計(jì)算，并對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了笛卡爾坐標(biāo)軌跡規(guī)劃，為后續(xù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真提供了依據(jù)；分析了機(jī)械手的工作空間、奇異性；介紹了建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程的常用方法。 利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，本文對(duì)自動(dòng)掛紗系統(tǒng)的機(jī)械部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇比較、末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及連接部分的設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)要給出了設(shè)計(jì)過程和依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，利用

3、常用CAD/CAE軟件，對(duì)機(jī)械手整體及部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真和分析，得出了圖形、動(dòng)畫仿真結(jié)果，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，為執(zhí)行電機(jī)的選擇和驗(yàn)證、機(jī)械手整體和末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。此外，還使用了Matlab對(duì)機(jī)械手構(gòu)型方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單的圖形仿真和分析，可直觀的驗(yàn)證機(jī)械手坐標(biāo)系是否正確建立，保證了后續(xù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的準(zhǔn)確性。結(jié)合前述方法，簡(jiǎn)要介紹了機(jī)械手的聯(lián)合仿真技術(shù)，充分的體現(xiàn)了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想，有利于樣機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。