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基于ADAMS的纱筒换料抓取机械臂力学特性分析与仿真
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作者 林先晶 戴程浩 +2 位作者 江维 彭思远 陈振 《纺织工程学报》 2024年第2期28-39,共12页
利用机械臂代替人工完成大型织机车间纱筒换料任务,可以降低企业用工成本,提高生产效率,然而传统机械臂基座通常固定于地面,作业区域受限,使用率低。由此,本文设计出一种将AGV小车与六自由度抓取机械臂相结合的纱筒自动换料智能化装备... 利用机械臂代替人工完成大型织机车间纱筒换料任务,可以降低企业用工成本,提高生产效率,然而传统机械臂基座通常固定于地面,作业区域受限,使用率低。由此,本文设计出一种将AGV小车与六自由度抓取机械臂相结合的纱筒自动换料智能化装备的基本构型,提出了纱筒自主换料作业运动规划,相比于传统的换料方式,本系统在纱筒换料作业中更为灵活。在纱筒抓取过程中抓取机械臂与纱筒之间存在力的接触,抓取力的控制是完成抓取作业的关键,基于此,本文在传统拉格朗日法的基础上结合非线性阻尼力与非线性弹性力的影响推导建立了此六自由度机械臂的动力学方程,利用ADAMS软件建立纱筒换料六自由度抓取机械臂的动力学仿真模型,通过动力学仿真模拟作业流程,利用后处理功能获取各关节力学曲线验证机械臂抓取的可靠性。仿真结果表明:纱筒换料六自由度抓取机械臂作业过程中,单个关节位移最大值约为1.3 m,运动最大速度为0.4 m/s,能够满足织机车间纱筒换料的生产需要,运动阶段转换时关节加速度变化值基本保持在0.05 m/s^(2),受力稳定,抓取换料平稳可靠,这对企业提高自动化程度,实现高质量发展具有重要理论参考价值。 展开更多
关键词 纺织车间 纱筒换料 抓取机械臂 拉格朗日方程 动力学特性
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纺织车间纱筒取装多自由度机械臂关节轨迹跟踪控制
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作者 翁威威 江维 +3 位作者 彭思远 李红军 陈伟 陈振 《纺织工程学报》 2024年第3期41-52,共12页
纱筒取装换料是纺织车间里常用的一种作业,利用机械臂系统去实现纱筒换料,能够实现纺织车间作业效率的提升。在纱筒换料多自由度抓取机器人抓取纱筒放置到纱架的过程中,机器臂末端夹爪要精准抓取纱筒进行上下料,对机械臂要有精确,快速... 纱筒取装换料是纺织车间里常用的一种作业,利用机械臂系统去实现纱筒换料,能够实现纺织车间作业效率的提升。在纱筒换料多自由度抓取机器人抓取纱筒放置到纱架的过程中,机器臂末端夹爪要精准抓取纱筒进行上下料,对机械臂要有精确,快速控制的需求,因此,研究关节机器人的运动轨迹的跟踪控制具有重要意义。为使得机器人在运动控制中精确定位,对纱筒夹取机械臂系统进行动力学建模得到相关力矩参数,对机械臂关节电机进行数学建模,并构建了机械臂的关节轨迹跟踪伺服控制系统,基于PID控制算法,利用MATLAB软件Simulink平台对五自由度机械臂模型进行轨迹跟踪可视化仿真实验,给定期望角度,通过PID控制算法的跟踪得到其实际输出角度,仿真实验结果表明PID控制算法跟踪轨迹误差小于0.08(rad),机械臂系统在0.02秒内快速响应,纱筒抓取五自由度机械臂系统在0.3秒内可达到系统稳态时间,能够使得机械臂末端夹爪对纱筒进行精确的抓取,满足了纺织车间对于纱筒上下料的作业需求,同时提高了其工作效率。 展开更多
关键词 纱筒换料 机械臂 精准抓取 伺服控制 轨迹跟踪
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