鏡片高速搬運機器人機構(gòu)分析與控制研究.pdf

1、制造業(yè)尤其是高端裝備制造業(yè)是綜合國力競爭的集中體現(xiàn)，而服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)的機器人裝備是高端裝備制造的典型代表。四自由度高速并聯(lián)機器人裝備主要用于制造業(yè)流水線上的搬運、分揀和裝配等作業(yè)，是工業(yè)機器人應(yīng)用的一個重要方向。
　　針對樹脂鏡片高速搬運作業(yè)，總結(jié)了國內(nèi)外高速搬運機器人的歷史和研究現(xiàn)狀，比較了工業(yè)中應(yīng)用較為成功的高速搬運并聯(lián)機器人的機構(gòu)和性能特點，分析了樹脂鏡片高速搬運作業(yè)對工業(yè)機器人的性能要求。以4-RUPaR并聯(lián)機構(gòu)為載體，提

2、出了樹脂鏡片高速搬運機器人總體設(shè)計方案。
　　針對機器人本體機構(gòu)，在ADAMS中建立了機構(gòu)的虛擬樣機模型，通過運動仿真方法對機構(gòu)的自由度和主動副選取進(jìn)行了分析。利用桿長約束方程方法建立了機構(gòu)位置約束方程組，得到了機構(gòu)的位置反解表達(dá)式，并進(jìn)行了驗證。由于機器人從動臂和動平臺質(zhì)量較輕，在忽略機器人從動臂和動平臺質(zhì)量的基礎(chǔ)上，建立了基于拉格朗日方程的鏡片高速搬運機器人簡化動力學(xué)模型。
　　針對樹脂鏡片高速搬運作業(yè)軌跡，對機器人進(jìn)行

3、了鏡片搬運軌跡規(guī)劃。以作業(yè)路徑短和運動過程平滑為原則，設(shè)計了動平臺中心坐標(biāo)分量的作業(yè)軌跡。以前0.25秒內(nèi)鏡片拾取作業(yè)為例，在Matlab中繪制了規(guī)劃軌跡Z分量的位移、速度和加速度曲線。在ADAMS中利用“一般點驅(qū)動”，示教和再現(xiàn)了1秒內(nèi)完整的拾取和放置搬運作業(yè)規(guī)劃軌跡，并且進(jìn)行了規(guī)劃軌跡下的逆向和正向運動學(xué)仿真。
　　針對樹脂鏡片搬運作業(yè)的重復(fù)性控制特點，對搬運軌跡控制算法進(jìn)行了研究，提出了將迭代學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到鏡片搬運機器人控制

4、。為了檢驗迭代學(xué)習(xí)算法對鏡片搬運機器人的控制效果，以機器人簡化的動力學(xué)模型為控制對象，以機器人單個主動臂輸出轉(zhuǎn)角軌跡為控制目標(biāo)，在MATLAB中建立了單個主動臂轉(zhuǎn)角跟蹤迭代學(xué)習(xí)仿真控制系統(tǒng)，通過比較輸出轉(zhuǎn)角和目標(biāo)軌跡，判斷迭代學(xué)習(xí)算法的控制精度。
　　通過機器人機構(gòu)在規(guī)劃軌跡下的運動學(xué)仿真結(jié)果分析，表明4-RUPaR并聯(lián)機構(gòu)具有良好的高速運動性能，機器人能夠在規(guī)劃軌跡下實現(xiàn)樹脂鏡片的高速搬運作業(yè);通過控制系統(tǒng)仿真結(jié)果分析，表明迭代