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本课题来源于深圳市智优公司,旨在设计一条动力锂电池组的装配生产线,提高动力锂电池组的生产效率,促进动力锂电池组在电动汽车、电动大巴等领域的应用。该生产线要求装配机械手能够快速准确抓取提升机构上的工件,然后在传送带上对整个动力电池组进行装配。本文首先对国内外装配机械手的发展现状进行了简要介绍,然后分析了生产线的工艺流程和功能需求,搭建了装配机械手控制系统的硬件平台,提出了装配机械手精确重复定位的方法,设计了上下位机的CAN通信协议,设计了基于ARM+运动控制芯片模式的四轴运动控制器,编写了机械手的运动控制程序,最后对装配机械手进行了单工位调试和联机调试。具体的研究内容如下:1.首先,根据整条生产线的工艺流程和功能需求,搭建了装配机械手控制系统的硬件平台,对控制系统的传感器进行了选型,并确定了运动控制器的系统架构。2.其次,采用S升降速曲线以及基于模糊PID控制的位置伺服控制、激光传感器搜索提高了机械手的重复定位精度,完成了机械手对零部件的精确定位。3.参考CAN通信的报文帧格式,设计了上下位机的CAN通信协议,并且对上下位机之间的数据信息进行了定义,实现了上位机对整条生产线的数据管理和生产节拍管理。4.然后采用ARM+运动控制芯片的模式,设计LM3S9B96+PCL6045b的四轴运动控制器,编写了机械手的运动控制应用程序,实现了对单个工位机械手的工作流程的控制。5.最后对生产线装配机械手进行了单个工位的调试以及联机调试,测试了机械手的重复定位精度,并对调试过程中出现的异常情况提出了解决方法。目前,整条生产线装配机械手的装配、系统的硬件调试以及单工位机械手的装配运动控制调试已经完成,10个工位的装配机械手能够满足生产线的需求。整条生产线的联机调试正在进行当中。