论文部分内容阅读
柔性夹具和工业机器人是柔性生产线上的关键设备。将柔性夹具与工业机器人集成,能有效降低工件装夹的成本和减少生产准备的时间。然而,保证集成系统的生产质量,关键是要实现工件的准确定位。一方面,柔性夹具要准确可靠地定位工件。另一方面,机器人要准确获取工件的位置和姿态。因此,论文将设计的阵列式柔性夹具与工业机器人集成,提出了可靠定位方案的生成方法,建立了定位方案准确性分析的模型,给出了机器人与工件相对位置标定的方法。研究的主要内容如下:1、给出了阵列式柔性夹具与工业机器人的集成方案。研制了一种适用于曲面定位的阵列式柔性夹具,设计了夹具的气路系统。通过机器人的通用输出信号控制气路系统,实现对工件的夹紧和放松。设计了机器人的安装平台,将夹具与机器人集成,并探讨了夹具在手和夹具在侧的两种不同集成方案。2、提出了阵列式柔性夹具定位方案的生成方法和可靠性分析的方法。采用投影法将工件和阵列式柔性夹具定位问题转化为平面图形之间定位问题,将定位支柱看做阵列点,通过工件最大投影面与点的包含关系生成多组定位方案。建立了定位原理的数学模型,给出了定位正确性判定的流程。阐述了定位方案的可靠性分析方法,并对密胺餐具盘模型和果盘盖模型进行了定位方案的可靠性实验。3、建立了柔性夹具定位方案准确性分析的模型与计算步骤。建立了工件制造误差,定位元件安装和制造误差到工件定位误差的传递模型。基于可靠的定位方案计算定位误差,按照定位最大偏差最小化准则选择最准确的定位方案。在密胺餐具盘和果盘盖的可靠定位方案的基础上,开展了定位方案准确性的实验。4、给出了机器人与工件相对位置的标定方法。在夹具在侧的机器人集成系统中,根据五点法进行了工具坐标系的标定,在此基础上采用三点法进行了夹具坐标系的标定。接着开展了工具坐标系和夹具坐标系的标定实验,最后在集成系统中测试了工件的定位精度。文中设计了阵列式柔性夹具,探讨了夹具与工业机器人集成的方案。研究了夹具定位方案的可靠性和准确性,实验表明夹具能准确可靠地定位工件。接着在夹具在侧的机器人集成系统中,对工具和夹具进行了联合标定,实验表明机器人能准确获取工件的位置和姿态。