3C柔性辅料贴装系统运动规划与控制系统研究

作     者：郭东硕 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：楼云江

授予年度：2017年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：辅料贴装 控制系统设计 运动规划 

摘      要：3C产品制造过程中,辅料贴装作为重要生产环节必不可少,传统制造企业中辅料贴装需要大量的操作人员,严重制约企业效益。随着劳动力成本的快速上涨和劳动力短缺,3C产业界逐步采用自动化设备实现3C产品的自动化生产。辅料具有轻、薄、柔软、尺寸不规则等特点,并且在辅料贴装过程中要求贴装速度快和更换产线迅速,传统的工业机器人不满足3C行业的制造特点,新型的轻量化机器人不仅仅售价高昂,并且用于辅料贴装时效率极其低下,完全不能满足3C产品辅料贴装的要求,因此开展专门面向3C柔性辅料贴装的设备的研究具有重要的现实意义。本文分析了目前3C行业使用的辅料,对辅料的材质、尺寸等特点进行了分析,辅料在3C产品上面的位置和贴装要求,分析了目前辅料贴装的工艺流程,确定了辅料贴装的技术需求和基本指标。设计了系统的基本流程和硬件系统框架。基于windows平台进行控制系统开发,设计系统运行方案控制设备自动运行,实现辅料的剥离和贴装。设计系统的调试方案方便人员进行设备调试、新产品导入以及产品线更换等。设计数据处理系统时时检测系统运行数据,方便系统数据的导入和导出以及辅料贴装模型的建立。分析辅料的剥离原理,设计辅料的剥离流程,并研制样机,由XY平台带动执行末端配合剥标机进行辅料的剥离。根据辅料的排版方式和执行末端的模块化设计提出9辅料剥离方案,提高辅料剥离效率。使得一台设备代替四至八个工位,一次循环最多可完成16个辅料的贴装,实现设备的最大效率使用。对于XY运动平台进行速度规划,减少设备震动。对贴装运动轨迹进行规划。对比不同的路径优化方法,分析不同路径下的运动距离和时间。将速度规划和蚁群算法相结合,利用改进型的蚁群算法对运动路径进行优化,提高辅料贴装效率。