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采用机器人来完成鞋革的涂胶任务,在国内是一种创新性的应用。将机器人技术应用到皮革鞋业生产制造中,实现鞋革制造自动化,对于提高鞋革生产品质、生产效率以及保护环境具有重要意义。
本文首先对国内外鞋革上胶技术和机器人喷涂技术进行了概述。明确了国内鞋革上胶的现状与国外的差距,阐述了目前存在的主要问题,为后面的设计提供了基础。
在系统方案的设计中,采用工业控制计算机控制机器人的动作,通过RS232串口和以太网与机器人控制器进行通讯,使用RFID(RadioFrequencyIdentification)系统对鞋型信息进行识别。并从机器人安全的角度设计了安全检测报警系统。介绍了生产线的布局情况,并在最后对机器人单元,示教数据库单元和主控单元进行简要的阐述。
在机器人末端执行机构及辅助装置的设计中。实现了打磨头和喷枪的一体化设计。利用Carryline输送线设计理念完成了输送线的设计,并对链条拉力进行了计算,确定其没有超过链条的允许拉力。利用三维造型软件完成了鞋楦鞋底搭载小车及系统硬件架构的设计,采用“葫芦”外形定位圆锥槽结构保证了鞋楦鞋底定位的准确性。
在机器人运动学研究中,首先介绍了机器人工作原理,阐述了机器人选型过程、编成方法、工作空间分析、负载能力、通讯接口及机器人防爆系统的实现。然后将StaübliRX60六自由度机器人分解为位置结构和姿态结构,利用臂腕分离法对手臂进行了详细的运动学和逆运动学分析,并利用MATLAB6.5对算法进行了仿真,仿真证明了方法的有效性。
在主控系统的设计中,为了增加主控单元的实时性和增强对生产线的控制,在软件设计时采用了多线程技术。主控软件采用多文本—视图结构,集成了生产线控制、机器人控制和项目管理等功能。
在喷胶试验中,对喷枪的选型做了详细的分析,通过大量对比试验,最终确定使用采用了气液两相螺旋喷嘴技术的Nordson自动空气辅助喷枪作为上胶工具。