怎么开展登高车机械臂加工系统振动抑制综合实验？？   荔湾登高车租赁

　　　  怎么开展登高车机械臂加工系统振动抑制综合实验？？   荔湾登高车租赁, 荔湾登高车公司   将应用本文中提出的“加工参数优选”、“加工刚度优选”、“输入成型器”三种振动抑制方法设计综合实验。将详细说明实验平台的搭建，实验平台内部各模块的组成及其作用。同时将以加工铝制薄片为例，详细说明抑制振动的过程，以及振动抑制效果。限于实验平台中使用的机械臂仅能够控制到位姿层面，将通过仿真模拟的形式说明“输入成型器”方法对振动的抑制效果。

    

　　　实验平台搭建:   优选加工参数和加工刚度的实验平台主要包括硬件平台和软件平台。硬件平台实现机械臂对薄壁件的打磨。硬件平台包括ＳＲ６Ｃ型工业机械臂和电涡流位移传感器。软件平台实现对机械臂的控制，如工具，工件的标定，加工路径，加工指令的生成等。同时软件平台也实现对振动信号的采集记录。软件平台包括工业机械臂离线编程软件和电涡流传感器配套的振动信号采集软件。实验硬件平台硬件平台使用新松６ＫＧ串联式机器人作为加工机械臂。并在机器人末端法兰盘上安装电主轴，电主轴上装有磨头。在整个打磨过程中，磨头的旋转运动将由电主轴提供动力，电主轴的转速可以通过自身控制模块进行调节。而打磨的进给运动将由机械臂的运动来实现，机械臂为其提供动力。选用铝制的薄片作为加工材料，两端使用夹具夹紧。同时在被加工件上方固定有电涡流传感器的探头，实时检测在加工过程中探头末端与铝片的相对位移变化，作为评定振动的参数。电涡流传感器采集的信号将通过信号采集模块传输给电脑，最终在电脑端对其进行记录和处理。现对实验硬件平台的主要组成ＳＲ６Ｃ型机械臂和电涡流位移传感器分别进行介绍。１）ＳＲ６Ｃ机械臂:  ＳＲ６Ｃ机械臂是中科新松出品的６ＫＧ工业机器人。该类型的机器人具有较大的工作空间，灵活的工作方式，但刚度较弱，易于发生振动。该图截取于新松机械臂使用手册。ＳＲ６Ｃ是一款六自由度型的串联式关节工业机器人，六个关节都由旋转副组成。 该款机器人的末端位置由前三轴确定，机器人末端姿态由后三轴确定。各轴转动的正负方向。机器人腰关节由安装在腰部构件内的电机１驱动，实现机器人的主体回转。大臂安装在腰部结构上，由电机２提供动力，实现其绕轴线转动，该电机同样安装在腰部构件内部。机器人小臂由安装在机器人大臂末端的电机３提供动力做俯仰运动。机器人腕步三个关节由安装在小臂末端处的三个电机提供动力进行运动。２）电涡流传感器:  电涡流传感器能静态和动态的非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。所谓动态测量，即其能够准确的测量探头与被测体（被测体需为导体）之间的相对位移变化。在机械臂加工薄壁件实验中，选用铝制薄片作为薄壁件，钼制品为导体，符合要求。同时电涡流传感器拥有能够动态检测的特点，便可以实时测量出探头与被测体之间的距离，进而可以转化为被测体的振动幅度，可以满足实验需求。展示了电涡流位移传感器的探头、前置器和附件三部分。

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    　　２实验软件平台振动信号采集记录软件平台。该款软件为电涡流位移传感器配套的信号采集软件，由电涡流传感器供应商提供。软件可以实时显示各个传感器探头与被测件之间的距离，并保存至右侧的列表中。在机械臂加工薄壁件实验中，将由探头与薄壁件之间的距离得到加工时的振幅。同时根据存储的数据绘制出振动曲线。通过比对平均振幅，可以分析出振动的影响因素，同时对一些理论推论进行验证。为“可视化工业机器人离线编程软件”界面截图，该款软件是课题组在ＭＦＣ平台上使用Ｃ＋＋语言开发的用于工业机器人仿真，离线运行的应用型软件。在整个振动抑制实验中，主要使用该软件完成对机械臂运动路径的规划，运行速度的控制。主要用到的模块包括工件标定模块，工具标定模块，机器人运动指令生成.    １）坐标系标定:  加工坐标系的标定主要包括工具标定和工件标定两部分，只有通过正确的标定，才能得到正确的加工坐标系，才能保证实际加工路径与目标加工路径相同。工具标定的作用是得到工具末端坐标（加工路径点坐标）与机器人末端坐标之间的映射关系。在本实验中，机械臂控制模块所需要的坐标为机械臂末端坐标，但在机械臂末端安装带有磨头的电主轴后，加工路径上的点便与磨头末端（工具末端）所对应。为了将加工路径上点的坐标转化为机械臂末端坐标下发给机械臂控制模块，就必须得到工具末端坐标与机器人末端坐标之间的映射关系，也就是说工具标定是必要环节。软件中工具标定模块界面，在此模块可以选择五点标记法或六点标记法。在控制机械臂移动到指定位置后，便可点击获取按钮从机械臂控制柜中读取当前机械臂的关节信息。记录完成后，便可点击“进行标定”按钮完成标定，此时会生成一个表示工具末端和机器人末端映射关系的４＊４矩阵。用户可以选择对此矩阵进行保存或者选取已有的映射矩阵。工具标定模块界面工件标定的目的是得到离线编程软件中的工件与实际工件的映射关系。发送给机械臂控制器的点位数据必须是实际工件加工路径上的点位数据。但在本实验中，首先会在软件中绘制工件模型的加工路径，因此首先得到了模型上加工路径的点位数据。模型在整个机器人工作空间中的位姿信息与实际工件在真实空间中的位姿信息是存在差异的，此时便必须通过工件标定，将两者对应起来。通过该模块标定了一个儿童座椅。在儿童座椅上模型上，用鼠标点击拾取三个点，点击“指定”按钮便可记录三点坐标。同时在工件上选取相对应三点，将机械臂末端移动至该位置，点击“获取”按钮便可从机械臂控制柜中读取三点坐标。点击“坐标对齐”按钮，完成标定，得到两者之间的对应关系Ｅ３，Ｅ３为４＊４矩阵。该种工具标定方法，适应面广，可以适合任意形状的工件。但为达到最理想的精度，在选择点时，模型上的点和工件上的点必须一一对应。该要求有一定难度，难度体现在工件在加工完成后，存在一定程度的变形，模型与工件难以做到完全相同。在模型上选点时，模型使用三角面片绘制而成，一般只能选取三角面片的顶点，和实际工件选取时会存在一定的位置误差。２）加工指令生成加工指令文件主要包含加工过程中机械臂末端的点位信息，机械臂运行的速度信息等。对应到本实验中就是磨削路径上的点所对应的机械臂末端坐标信息。在机械臂工作空间导入钼片模型，将铝片移动和旋转至合适位置，然后直接绘制出磨削路径。如磨削一段直线可以在绘制过程多插入几个关键点，则在整个磨削过程中磨削速度可以调节，磨削姿态可以调节。绘制完成后，选择“指令保存”功能，即可将加工路径转化为机械臂末端点位信息并保存至相应格式的加工指令文件。上述转化并保存的功能在开发过程中已包装至“指令保存”按钮。需要注意的是，在绘制加工路径时，不需要将模型与工件位姿完全对应，也不需要在机械臂末端安装复杂的工具模型。因为在实验第一步中，已经完成了工件标定和工具标定。此时模型上加工路径的点位信息已经与实际机械臂末端的点位信息建立了映射关系，在保存加工指令时会自动对上述信息进行转化保存。３）调整加工指令,  为一份加工指令文件，关键字ＳＰＥＥ后面的参数即为机器人运行速度，即磨削薄壁件时的进给速度，此处的１５表示机器人最大速度的百分比。关键字ＤＡＴＥ后的一系列数字代表机械臂磨削时其末端的位姿信息。

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