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柔性腕综合性能测试试验台

刘慧芳  
【摘要】: RCC(Remote Center Compliance)手腕是一种经济实用的机器人辅助装置,可用于辅助机器人完成精密装配作业。它作为机械手手臂与末端执行器的接口,能利用零件装配过程中产生的力与力矩来校正其位置和角度误差,使得装配顺利进行。目前,我国柔性腕研究技术尚不成熟,究其原因,主要是层叠型弹性元件是橡胶与金属层叠复合结构,工艺复杂,制造困难。鉴于此种状况,研发柔性腕综合性能测试试验台,用于对RCC手腕进行抗拉压、抗扭转、抗弯和抗剪切能力测试;柔顺中心距及柔性腕的寿命测试;模拟轴、孔实际装配环境,测试柔性腕的误差补偿能力,为柔性腕的改进设计或技术性能评价提供有力的数据支持。 分析了RCC手腕的结构与性能要求;根据RCC手腕的测试指标,将试验台按功能分为三个模块:拉压、扭矩加载模块,侧向力加载模块和可倾十字滑台模块;依据高可靠性、高刚度和可操控性等基本设计原则,提出各模块的总体方案。 在总体方案的基础上,分别对三个模块进行理论分析和结构设计;对各模块主要零部件的选型计算作定量分析,确定了它们的结构尺寸和型号。整个机械系统设计完毕后,给出了试验台的主要性能指标。 配合试验台本体设计及运动控制特点,确定了柔性腕综合性能测试试验台控制系统方案,构建了以工控机IPC和DMC运动控制卡为控制核心的硬件系统;对主要硬件进行了选型、配置;通过采取抗干扰等措施,保证整个控制系统的可靠性。 本文研制的柔性腕综合性能测试试验台是柔性腕产品化的重要设备,该试验台具有测试精度高,自动化程度高,可靠性高等特点。它的研制成功为柔性腕技术发展奠定技术基础,有助于实现柔性腕的产品化和系列化,因此具有较高的实用价值。


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