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基于混联机构的五自由度轮毂抛光机设计
| 论文题名： | 基于混联机构的五自由度轮毂抛光机设计 |
| 关键词： | 混联机构;并联机器人;位置规划;工控机;运动控制卡;动力系统;轮毂抛光机 |
| 摘要： | 近几年来，随着汽车行业的快速发展，我国汽车轮毂产量迅速增加。汽车轮毂主要通过低压铸造和固体锻造工艺加工制造，在最终电镀和涂装之前，需要通过研磨和抛光处理以去除表面氧化皮和毛刺，获得光滑、平整的加工表面，机械抛光质量的优劣是影响后续电镀质量的关键因素。现在对部分复杂轮辐的抛光还停留在人工操作，因此，研制能够实现自动抛光的设备具有重要的实际意义。 并联机构具有刚度大、承载能力强、精度高、响应快速等特点，具有很好的应用前景。Delta机构是并联机构中应用较为成熟的机构之一，本文采用 Delta机构设计出一种新式轮毂抛光机，能够完成对部分复杂曲面的快速抛光加工。 本文主要内容包括：混联机构的设计，位置分析，正逆解的求解，轨迹规划，奇异性问题，工作空间仿真，减速器设计，抛光电机选择，驱动电机选择及其硬件控制系统的设计等。 根据现代抛光加工工艺，详细设计了抛光机机械本体以及末端执行器，即机器的抛光部件，并对抛光电机、夹具台部分的减速器等进行计算和设计。对轮毂抛光机的硬件控制部分进行详细设计，最终拟定由工控机、运动控制卡、马达驱动器、旋转编码器和步进电机组成的控制动力系统。 对混联机构进行数学建模分析，并求解机构位置正反解，位置规划等，最后通过MATLAB软件仿真求出末端执行器的工作空间。 对抛光机的虚拟样机放到Ansys里面进行有限元机构分析，进而优化相关尺寸，最后对优化后的三维模型再进行有限元结构分析。 最后，在Solidworks建立三维模型后，建立转换坐标系，并计算出坐标变换矩阵。通过数值反解验证本文所提出的混联机构的位置反解的正确性，然后以混联机构末端沿轮毂外圆运动仿真实例来更全面地验证本文所提及的混联机构位置正反解的正确性。 |
| 作者： | 苏兴振 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李仕华;王绍江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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