关键词：生产线;末端吸取器;上下料机械手;MATLAB;ADAMS
摘 要：本文研究的主要内容是上下料系统的设计,它适用于纺织鞋面自动内外斩的生产线。其中上下料系统设计包括两个方面:一是机械手末端吸取器的系统设计,它是要对纺织鞋面进行拾取和释放的执行装置;二是对所选用的进行上下料的ABB型号的机械手进行运动学方面的分析和仿真。由于鞋面印花材质的气密特性,机械手末端吸取器选择的是真空气动系统对纺织鞋面进行上料动作和下料动作的。首先对末端吸取器的骨架进行了结构方面的设计以及材料的选型和安装方法给予了介绍。然后,根据真空系统原理,通过计算确定了本系统的气动参数。将所需组件的参数输入到SMC真空气动系统组件选型的软件中,软件会自发进行计算验核,最后在结果界面上得到我们的组件选型型号和真空系统的性能分析曲线。然后选择了一款关节坐标式的ABB公司生产的IRB1600型号上下料的机械手,为后文作机械手的运动学分析提供了实体结构模型依据。接着说明了机械手在空间坐标系下的位姿表示方法,建立D-H机械手连杆参数,运用位姿变化公式求得机械手的正运动学方程,和逆运动学方程。通过Matlab利用Robotics工具箱建立了机械手三维模型,进行正运动学和逆运动学的仿真分析以及验证。应用MATLAB对机械手的空间运动轨迹进行仿真分析,在正运动学矩阵方程的基础上计算绘制出机械手的工作空间,即在空间中机械手可到达的区域的集合,包括机械手工作空间的立体仿真和平面的投影。详细分析了机械手在直角空间的轨迹规划,提出了针对本设计中机械手模型的直线路径和圆弧路径的解决方案——空间直线轨迹运动插补方法和空间圆弧运动插补方法。结合Matlab和Robotics工具箱的直角空间规划算法进行仿真验证。最后,基于ADAMS软件对ABB机械手的上下料运作进行运动学仿真分析。
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