面向水射流加工的機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、水射流加工是一種廣泛使用的特種加工方式。由高壓泵產(chǎn)生高速射流沖擊工件，在水里懸浮磨料的作用下，實(shí)現(xiàn)對工件的切斷、打孔或表面材料清除[1，2]。水射流加工具有靈活、清潔和不產(chǎn)生熱影響區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前的水射流加工方法受射流傾角的限制較大，無法加工較復(fù)雜的空間型面。工業(yè)機(jī)器人具有工作空間大，運(yùn)動靈活，自由度多，速度較快的特點(diǎn)，是目前較為常見的空間運(yùn)動平臺。機(jī)器人與水射流加工相結(jié)合，可以將水射流加工由簡單的二維切割擴(kuò)展到三維復(fù)雜型面的加工。

2、
　　面向水射流加工的機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要先對機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)原理進(jìn)行深入分析。然后利用D-H參數(shù)法計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動學(xué)正反解，并對機(jī)器人的反解結(jié)果進(jìn)行最優(yōu)刪選，最后基于C＃語言編寫能夠與工件二維、三維圖形進(jìn)行交互的控制軟件。設(shè)計(jì)開發(fā)的面向水射流加工的空間多自由度運(yùn)動平臺控制系統(tǒng)，省略了對機(jī)器人運(yùn)動的單獨(dú)編譯，縮短了工件進(jìn)行水射流加工的周期。論文研究內(nèi)容主要分為以下幾個(gè)方面:
　　機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正反解是實(shí)現(xiàn)工件二維、三維圖形與機(jī)

3、器人控制交互的主要前提之一。對六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并利用MATLAB進(jìn)行分析仿真。結(jié)合所采用的840D-sl控制平臺以及機(jī)器人行程角范圍和位姿距離刪選八組反解中的最優(yōu)解，提高了機(jī)器人的響應(yīng)時(shí)間和動作效率。
　　根據(jù)水射流加工的運(yùn)動要求，設(shè)計(jì)了機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件平臺。介紹了機(jī)器人控制系統(tǒng)中采用的主要部件的功能，并對其應(yīng)用原理進(jìn)行了說明。設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的電源模塊、驅(qū)動模塊、NCU模塊、PLC模塊以及通訊模塊等。
　　應(yīng)

4、用軟件工程學(xué)的基本原理和設(shè)計(jì)思想，對控制系統(tǒng)的功能性需求、輔助性需求和其他需求進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。基于面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法，構(gòu)建了控制軟件的總體結(jié)構(gòu)。闡述并分析了軟件開發(fā)的Windows環(huán)境和Visual Studio工具。
　　利用C#語言編寫了機(jī)器人的控制系統(tǒng)軟件界面。根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)原理，結(jié)合水射流加工的特點(diǎn)，對二維和三維圖形離散化處理后的點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)的正反解。開發(fā)了可視化的控制系統(tǒng)操作界面，并對控制程序的應(yīng)用界面進(jìn)行了仿真演