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含能材料装配是一个涉及国家安全且具有高危险性的行业。目前我国该行业技术水平较低,在含能材料装配过程中弹药成型、弹药退模以及装填等工序多是由人工完成。对工人熟练程度有较高要求,在实际生产过程中具有很大的安全隐患,工作效率低。如今随着自动化水平的高速发展使得机器人被应用在各种环境中。并且随着防爆技术的发展与机器人控制技术的提高,在含能材料装配行业中设计专用防爆机器人完成特定工序也成为可能。本设计针对含能材料装配过程中将成型弹药装填至对应模具中设计了一种三自由度防爆机械臂。以SCARA机器人为模型,具有水平方向的两自由度与垂直方向的一自由度。并要求大臂关节运动范围为±100°小臂关节运动范围达到±150°垂直升降机构运动范围达到850mm;在运动速度上要求大臂关节转速最高可以达到30°/s小臂关节转速最高可以达到15°/s垂直升降机构移动速度可以达到30mm/s;并且要求机械臂工作时的重复定位精度为±1mm。在设计SCARA型防爆机械臂的过程中发现并解决了对防爆机器人的机械结构设计、驱动方式选择、末端机构设计与控制器设计等难点。首先,根据防爆性能选择液压马达和气动马达代替常用伺服电机作为机械臂关节驱动。选择相应的电液伺服阀与气动比例阀驱动对关节马达的转速控制。然后对机械臂的负载进行估计,设计将第一二关节驱动马达同时安装在底座中以减小驱动元件对机械臂结构产生的负载。此外,根据机械臂针所针对的含能材料装配功能在末端对含能材料的拾取方式选用气动吸盘来实现,并在吸盘顶端安装弹簧使其具有一定的缓冲能力,提高机械臂系统的柔顺性能与可靠性。最后,选用现场控制模PLC块与上位工控机相互配合的方式实现对机械臂系统的运动控制。并设计上位机程序界面与防爆摄像机相互配合实现安全区域操作人员对机械臂系统的远程控制。在对机械臂各关节进行机械设计与元器件选择后,将机械臂组装并根据对机械臂的工作功能要求进行实验。很据实验结果表明基本设计的防爆SCARA机械臂可以达到工作要求。