吸煙機(jī)桌面機(jī)械臂系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著人工智能科技的快速前進(jìn)，全球已進(jìn)入工業(yè)4.0智能工廠時(shí)代。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，除了傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)，現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人在生命技術(shù)、航空航天、3C電子等新興領(lǐng)域廣泛發(fā)展應(yīng)用。面向3C電子行業(yè)的桌面型機(jī)械臂，以其體積小、重量輕、安裝便捷、集成度高等特點(diǎn)，近年來(lái)迅速發(fā)展。
　　吸煙機(jī)是煙氣分析領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵檢測(cè)設(shè)備，轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)在煙氣捕獲過(guò)程中，需要對(duì)收集粒相物的濾片捕集器進(jìn)行反復(fù)的操作和稱重。目前對(duì)濾片捕集器的操作和稱重大部分由人

2、工完成，存在效率低下、自動(dòng)化水平低等缺陷。本文基于轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)精密的工作環(huán)境，首次對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)引入桌面型機(jī)械臂，設(shè)計(jì)了用于吸煙機(jī)自動(dòng)化檢測(cè)的機(jī)械臂系統(tǒng)，代替所有的手動(dòng)操作，提高了煙氣檢測(cè)的效率和自動(dòng)化水平。結(jié)合吸煙機(jī)自動(dòng)檢測(cè)流程要求，桌面機(jī)械臂系統(tǒng)主要任務(wù)是完成濾片捕集器的稱重、搬運(yùn)、封蓋和收集，基于此，研究設(shè)計(jì)了吸煙機(jī)桌面機(jī)械臂系統(tǒng)。主要包括機(jī)械臂系統(tǒng)的工作流程設(shè)計(jì)，機(jī)械臂系統(tǒng)各模塊的工作任務(wù)設(shè)計(jì)及分配，機(jī)械臂控制系統(tǒng)以及系統(tǒng)關(guān)鍵器

3、件的方案設(shè)計(jì)。具體的研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、根據(jù)轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)自動(dòng)檢測(cè)流程要求，設(shè)計(jì)桌面機(jī)械臂系統(tǒng)及系統(tǒng)的工作流程。主要包括機(jī)械臂系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)及總體控制方案的制定，機(jī)械臂系統(tǒng)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)控制方案、各單元器件選型、氣動(dòng)控制模塊以及系統(tǒng)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)。
　　2、針對(duì)桌面型機(jī)械臂，完成基于經(jīng)典D-H法的建模。確定各連桿坐標(biāo)系及連桿矩陣，基于數(shù)學(xué)理論對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。利用MATLAB工具完成工作空間的研究，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)桌面機(jī)

4、械臂的合理性。
　　3、根據(jù)機(jī)械臂控制方案，完成機(jī)械臂系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)整體的硬件架構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成關(guān)鍵器件的方案設(shè)計(jì)，并配置可編程控制器(PLC)和機(jī)械臂的輸入輸出(I/O)接口。
　　4、依據(jù)吸煙機(jī)自動(dòng)檢測(cè)流程，完成對(duì)PLC和機(jī)械臂系統(tǒng)的控制。包括吸煙機(jī)自動(dòng)檢測(cè)流程方案設(shè)計(jì)，以及PLC和機(jī)械臂系統(tǒng)的控制方案的軟件算法研究及實(shí)現(xiàn)。
　　5、系統(tǒng)測(cè)試。搭建機(jī)械臂性能測(cè)試平臺(tái)，單獨(dú)控制機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，測(cè)試重復(fù)性定