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SCARA机械手因为其柔顺性,已经越来越广泛的应用在电子装配、点胶、喷漆和码垛等行业,但是国外的SCARA机械手价格比较高,所以设计一种低成本、高精度和工业用SCARA机械手将会有很好市场效益。 本文主要成功设计了高精度工业用SCARA机械手。首先进行了SCARA机械手操作机的设计,包括技术要求的确定、结构方案的确定、机械本体的概念设计、机械本体的样机设计和机械本体装配。其次采用传统的机械手杆件参数表示法D-H方法建立起SCARA机械手的D-H连杆坐标系和杆件参数,通过齐次坐标变换建立起它的运动学模型包括正运动学方程、逆运动学方程和雅可比矩阵。再次根据机械手标定的一般方法,使用机器视觉通过带用一组标准圆孔的模板,对它进行了标定包括关节标定和运动学模型标定;基于开放式的、模块化的原则,确定了控制系统的基本硬件体系:工控PC机+四轴运动控制卡,确定了SCARA机械手半闭环控制的控制方案,即关节闭环和末端执行器开环;根据它的运动学模型,使用VC++6.0程序设计语言对它进行了模块化编程,主要包括关节坐标控制编程和笛卡儿坐标控制编程。最后对它进行了重复定位精度的测试和分析,进行了工程实际应用。 本文设计的高精度工业用SCARA机械手已经成功地应用在科瑞自动化(深圳)有限公司和深圳市科广电科技有限公司合作的SMT相关设备项目中PCB板异型元件插件机(ACI0136)上,目前运行良好。