当今,塑料制品是现代高科技发展所需的重要新型材料之一,被广泛应用于信息、能源、农业、工业、交通运输乃至航空航天和海洋开发等国民经济各重要领域。然而,吹瓶机作为塑料制品的主要生产设备,在过去一段时间内一直处于发展比较缓慢的境况。究其原因,主要是吹瓶机械的智能化水平落后,新兴技术的应用并没有融入吹瓶企业。在实际生产应用中存在各种各样的问题,极大地阻碍了吹塑企业的进一步发展,因此亟需对现有吹瓶设备进行改造。而机械臂作为能代替人工作业的自动化机器被广泛应用于自动化生产中,将机械臂应用于吹瓶生产过程中可提高吹瓶机的自动化水平。鉴于此,本文的目标是设计出用于吹瓶机的机械臂运动轨迹,在半自动化吹瓶机的基础上应用机械臂进行改造,能够实现智能化的自动吹瓶设备,能够解决吹瓶机产业在实际生产中效率低、次品率高的问题。主要完成的研究内容如下:1.研究吹瓶机的工艺流程,根据吹瓶机发展现状,现有吹瓶设备上的不足,充分结合半自动化吹瓶机和全自动化吹瓶机的优缺点,提出应用机械臂的解决方案,基于半自动化吹瓶机基础上提高工作效率,解决半自动化吹瓶机效率低下的问题;改善全自动化吹瓶机瓶胚加热不稳定,模具固定不变的问题,从而降低次品率。基于半自动化吹瓶机需人力辅助的问题,设计能代替人工作业的机械臂,设计机械臂在吹瓶机中承担的动作和运动轨迹。2.对应用于吹瓶机的六轴机械臂进行运动学分析。以日本川崎公司RS10N型工业机器人为研究对象建立D-H坐标系,求取D-H坐标参数,建立机械臂运动学方程,进行运动学分析。完成正运动求解和逆运动学求解、进行仿真分析。运用MATLAB仿真软件创建六轴机械臂模型,并对运动学正解和逆解仿真分析。3.根据机械臂在吹瓶机中的承担的工作,设计机械臂的运动轨迹。研究机械臂一般轨迹规划方法,利用蒙特卡洛算法得到机械臂的工作空间,对比三次多项式插值法和五次多项式插值法,并在MATLAB中进行了仿真,使用五项插值法进行轨迹规划,在MATLAB中使用机器人工具箱Robotics Toolbox画出机械臂应用在吹瓶机中的轨迹。4.搭建实验平台六轴机械臂系统。使用UG对机械臂的吹瓶动作进行仿真模拟,根据吹瓶机的工艺流程对机械手的动作进行分析,进行运动仿真,得到机械臂的速度、加速度等,然后使用上位机对机械臂进行实验,使其能完成预期的动作。