基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的沖壓機(jī)械手軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線是機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，采用機(jī)器人所構(gòu)成自動(dòng)化生產(chǎn)單元或柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，是進(jìn)行高速、高效、高質(zhì)量的沖壓生產(chǎn)的一種有效方法，也是沖壓技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。
　　沖壓機(jī)械手主要工作是按照預(yù)先規(guī)定的程序，完成對(duì)沖壓件的傳送與定位。本文根據(jù)沖壓的實(shí)際工藝要求，設(shè)計(jì)開發(fā)一種沖壓專用機(jī)器人，其本身具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊和工作范圍大等特點(diǎn)，能滿足沖壓的工藝要求，還能節(jié)省整個(gè)沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線占用的空間。
　　基于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

2、的基礎(chǔ)理論，運(yùn)用D-H法建立沖壓機(jī)械手的連桿坐標(biāo)系，得出各個(gè)連桿之間的連桿變換矩陣，最后求得運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。解得運(yùn)動(dòng)學(xué)方程正解與逆解，并通過Matlab驗(yàn)證解法的正確性。
　　對(duì)于大型沖壓件和工作范圍小的場(chǎng)合，必須預(yù)先對(duì)其進(jìn)行軌跡規(guī)劃，以免在運(yùn)動(dòng)的過程中與周圍設(shè)備或其本身發(fā)生碰撞。論述了軌跡規(guī)劃的一般問題，闡述笛卡爾空間位置規(guī)劃的基礎(chǔ)理論，并通過實(shí)際沖壓工藝在笛卡爾空間規(guī)劃一條直線路徑。在虛擬樣機(jī)中建立沖壓機(jī)械手的模型，選末端參考點(diǎn)作

3、為點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，得出其在空間坐標(biāo)中的位移曲線以及各個(gè)關(guān)節(jié)的位移曲線，并在關(guān)節(jié)空間中進(jìn)行驗(yàn)證，得出其軌跡與預(yù)先規(guī)劃的軌跡在允許的誤差范圍之內(nèi)，為軌跡的優(yōu)化提供參考數(shù)據(jù)。
　　在笛卡爾空間軌跡規(guī)劃有直觀、方便等特點(diǎn)，但對(duì)控制要求高，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，但關(guān)節(jié)空間中軌跡規(guī)劃能解決以上問題。通過采用有界偏差的理論，對(duì)所規(guī)劃的直線進(jìn)行二次規(guī)劃，根據(jù)不同性質(zhì)的關(guān)節(jié)采取不同的中間點(diǎn)算法，最后通過虛擬樣機(jī)驗(yàn)證。最后在關(guān)節(jié)空間對(duì)插值點(diǎn)分別運(yùn)用三次多項(xiàng)式、五