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随着中国眼镜行业的不断进步与发展,我国已成为世界领先的眼镜生产大国。然而,目前国内镜片生产厂商仍采用传统的人工方式对镜片疵病进行检测,这种检测方法不仅效率低下、劳动强度高,而且依靠人眼检测会导致误检率高、标准不统一、损伤人眼等诸多问题,因此实现镜片检测的自动化已成为迫切需要。基于此,课题组研发了镜片疵病自动检测、分级和分拣装备,本文设计出一种面向镜片分拣的3-HRC并联机器人,研究工作如下: 首先,根据分拣对象和分拣需求,规划了分拣工作流程,对镜片分拣机器人的主体机构进行了相应的设计分析与三维建模,提出了一种基于三组联动曲柄滑块机构的新型末端执行器。 其次,基于方位特征集的方法对3-HRC并联机器人机构进行了分析,在此基础上分析了该机构的自由度,对主动副进行了选取;基于定平台与动平台间的矢量关系,运用齐次坐标变换法推导出了该机构的运动约束方程,得到了位置反解计算公式,并通过Bezout消元法求得了位置正解;通过驱动位移的理论计算曲线与仿真曲线的对比分析,验证了位置反解的正确性;对动平台的速度和加速度进行了仿真分析,结果表明:该机构运动平稳,具有良好的运动性能,能够满足镜片分拣的要求。 再次,基于MATLAB工作空间搜索法对3-HRC并联机器人工作空间进行了分析与仿真,结果表明:所设计的并联机器人工作空间能够满足镜片分拣的需求;在此基础上,研究了各个关节参数对3-HRC并联机器人工作空间的影响,得到了工作空间的变化规律。 最后,基于ADAMS虚拟样机技术,对新型末端执行器进行了运动学仿真分析,并根据镜片分拣需要,进行了末端执行器对两种不同规格镜片的抓取仿真试验,研究表明:其结构设计合理,运动性能良好,能够实现镜片的分拣。