基于六杆机构的机械手运动分析与优化.pdf

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1、2015年5月机床与液压Mav2015第43卷第9期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．43No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．09．016基于六杆机构的机械手运动分析与优化陈功，顾寄南，郑立斌，王红梅，潘岳龙(1．江苏大学制造业信息化研究中心，江苏镇江212013；2．景德镇学院科研处，江西景德镇333000)摘要：设计了一种基于六杆组合机构的机械臂，用于数控机床的自动化上下料过程。利用解析法对机械臂所设计的六杆组合机构进行速度及加速度分析，使用MATLAB软

2、件得出杆件的速度与加速度曲线，并在此基础上对六杆组合机构进行优化。结果表明：该机构运行稳定，结构简单，能满足上下料的基本要求。关键词：六杆机构；运动分析；MATLAB中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)9-056—3MotionAnalysisandOptimizationofSix-barLinkageManipulatorCHENGong，GUJinan，ZHENGLibin，WANGHongmei，PANYuelong(1．MechanicalInformationRes

3、earchCenter，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China；2．ResearchDepartment，JingdezhenUniversity，JingdezhenJiangxi333000，China)Abstract：Amanipulatorwasdesignedbasedonacombinationofsix—barmechanism，usedtoautomatetheprocessofloadingandunloadingofCNCmachinetoo

4、ls．Byusinganalyticalmethodforthecombinationofsix—barmechanismmanipulatordesignedinthespeedandaccelerationanalysis，usingMATLABsoftwarederivedrodspeedandaccelerationcurve，andonthebasisofthis，acombi—nationofsix—barmechanismwasoptimized·Theresultsshowthatthemechani

5、smissimpleinstructure，andoperatedstablywhich，meetsthebasicrequirementsoftheprocessofloadingandunloading．Keywords：Six-baragencies；Motionanalysis；MATLAB0前言1数学模型的建立上下料机器人在工业生产中一般是为数控机床服为了得到机构在整个运动循环中的运动特性，常务的。数控机床的加工时间包括切削时间和辅助时间。常使用解析法来计算，借助于计算机便可以精确地得当上下料机器人的上料精

6、度达到一定的要求，就可以到机构运动的速度曲线图和加速度曲线图，便于机构缩减数控机床的对刀时间，从而减少了切削时间。因的优化设计。通过计算机还能得到机构的运动轨迹此，上下料机器人就是通过减少生产辅助时间和缩短点，使机构运动可视化。使用解析法建立点G的速对刀时间来达到提高数控机床加工效率的目的。文中度和加速度的数学模型，然后利用MATLAB软件绘利用解析法和MATLAB软件对基于六杆机构的机械手制出速度和加速度曲线图。进行数学建模和运动分析，得出了一些结论；同时，在运动分析的基础上对机械手进行优化，提高其运行的平稳性。文

7、中分析的六杆组合机构如图1所示。图2机构的运动参数如图2所示，以点A为坐标原点，建立平面直角坐标系，设：、，、、、分别为杆AB、图1六杆组合机构示意图BC、CD、AD、BE、的长度，LaF为点A到点F的收稿日期：2014-03-04基金项目：江西省教育厅科技计划项目(GJJ13784)作者简介：陈功(1992一)，男，硕士研究生，研究方向为机器人设计、分析、仿真与控制技术。通信作者：郑立斌，E-mail：zhenglibin1003@163．corn。第9期陈功等：基于六杆机构的机械手运动分析与优化·57·垂直距离，

8、0、0、0、0分别为杆AB、BC、CD、EF的角位移，。、W：、W，、W分别为杆AB、BC、CD、EF的角速度，a、a、a分别为杆BC、CD、EF的角加速度，、分别为G点的速度和加速度。经过计算后，得出该机构的速度和加速度的数学模型为：设A=L4-L1lcosOl，B=一L¨sin0l，A十B+j—LB+-、／芎c=—，arman—，图4加速度