卫生陶瓷施釉机器人系统的控制技术研究
施釉是卫生陶瓷生产过程中的一个重要工序,它利用压缩空气将釉浆雾化喷涂于坯体表面。长期以来,我国施釉工序主要靠手工完成,其作业环境恶劣,劳动强度大,质量差,生产效率低。随着人们物质文化生活需求的日益增长,对卫生陶瓷生产提出了更高要求。用机器人代替人工施釉已成为卫生陶瓷生产的发展方向。
以卫生陶瓷施釉专用机器人为研究背景,针对卫生陶瓷生产的高湿、高温、多尘的恶劣作业环境,构建了基于PLC的机器人控制系统,对其硬件组态、软件实现及伺服参数优化等关键技术进行研究,实现了对施釉机器人的控制。
在施釉机器人机构创新设计的基础上,对机构运动学进行解析,针对五自由度关节机器人末端存在派生自由度的问题,运用一种少自由度关节机器人分步求逆的方法,得出了机器人运动学正解、逆解,为施釉机器人示教轨迹运动控制提供数学工具;搭建了以PLCCPU、多轴运控模块、工业触摸屏为核心,以交流伺服电机为驱动元件的机器人控制系统硬件组成,使得其性能稳定可靠,控制灵活方便,抗干扰能力强;结合PLC梯形图和运动控制SFC两种编程模式,基于模块化思想,着重研究了示教轨迹数据的更新、存储、共享和传输,以及两个CPU对喷釉过程的多轴同步控制等软件实现关键技术,完成了机器人控制软件开发;建立了具有位置环、速度环、电流环三环的单关节位置伺服控制仿真模型,采用LabVIEW和MATLAB混合编程,对单关节伺服控制进行仿真计算,得出系统伺服参数诸如位置控制增益、速度控制增益、速度积分补偿、速度微分补偿以及前馈增益的取值范围,并总结出一些参数调整准则和方法,经过试验验证了仿真结果的有效性。通过这种仿真和试验相结合的方法,完成了伺服参数整定与优化,使机器人施釉动作更加平稳。
施釉机器人;可编程逻辑控制器;运动控制;伺服参数整定
陕西科技大学
硕士
化工过程机械
陈海峰
2012
中文
TP242.3;TQ174.641
49
2012-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）