关键词：机械臂;;结构优化;;控制系统;;上位机监控
摘 要：行星齿轮减速器凭借其结构紧凑、效率高、承载能力强等优点被广泛应用于各个工业领域。左支承座作为减速器外壳的一部分,需要经历多道工序加工。由于工件尺寸大、加工时间长,工件上下料需要占用天车,加工过程中需要工人长时间驻守。为了降低生产成本,提高劳动效率,制造厂家对应用专用运料机械臂具有迫切需求。首先,为了提高运料机械臂的动态性能,对其原有结构进行了优化设计。利用拉格朗日方程建立了机械臂的运动微分方程,明确了影响固有频率的主要因素。以机械臂伸缩臂的尺寸作为优化变量,在ANSYS Workbench中完成了尺寸优化计算。并用ANSYS软件对优化后的运料机械臂进行了仿真分析,验证了结构优化的有效性。然后,设计了基于PLC的运料机械臂控制系统和基于Kingview的上位机监控系统。通过对控制系统的功能需求进行分析,搭建了控制系统硬件部分。设计了系统供电电路、PLC接线电路和伺服电机驱动器接线电路。分析了机械臂的工作流程,制作了程序框图,并编写了PLC控制程序,对关键程序的原理进行了阐述。另外,利用Kingview设计了运料机械臂的监控系统,包含信息记录、监控面板和动态监控三大功能,可以实现信息的录入查询、机械臂及其关联设备的操作和状态监视以及整个运料系统的图形监控。最后,研制了运料机械臂的小型样机,模拟机械臂的实际工作环境进行布置,并利用样机完成了运料实验,验证了控制系统和监控系统的可行性和可靠性。
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