手工地毯植绒机器人控制系统开发

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1、学校代码：10255学号：2160755手工地毯植绒机器人控制系统开发DEVELOPMENTOFCONTROLSYSTEMFORFLOCKINGROBOTONHAND-MADECARPETS学科专业：机械工程作者姓名：邢永杰指导教师：周虎副教授答辩日期：2018年5月22日东华大学邢永杰硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注上海航天设备制造刘晓高级工程师答辩委员会主席总厂有限公司李蓓智教授答辩委员会委员东华大学胡俊教授答辩委员会委员东华大学陈晓川教授答辩委员会委员东华大学王庆霞副教授答辩委员会委员东华大学吴重军讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：

2、我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论

3、文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学硕士学位论文摘要手工地毯植绒机器人控制系统开发摘要随着人们生活水平的提高，对美化家居环境的夙求也越来越强烈。手工地毯是一种高档地面铺装材料，展览厅、酒店、会馆等高档场所，以及家居等对手工地毯的需求量居高不下。目前我国已经成为一个手工地毯的生产和消费大国，且手工地毯市场还有很大的发展空间。针对传统手工地毯生产方式的生产周期长、成本高、劳动强度大、加工过程不利于环保等缺点，不少企业应用自动枪刺植绒机生产手工地毯。但是目前大多数自动化植绒机是对传统的刺枪进行改造，在加工过程中

4、存在针头和基布互相干涉耦合导致产品质量差等问题。针对这些不足，本课题从机械结构和控制方法入手，研发了一种新型的手工地毯植绒机器人，论文的主要研究内容和成果有：（1）分析了常见自动化手工地毯植绒机加工过程中的不足，设计了一种新型的“织针-钩刀分离式”植绒机器人的机电系统架构，采用IPC+运动控制卡对机器人进行四轴联动控制，以实现割绒生产。（2）分析了DST格式设计图案的特点，采用不等间距采样法实现了对DST文件的解析并生成植绒机运动控制指令代码，降低了加工轨迹与设计图案的误差；采用三次样条曲线对多轴插补运动速度进行了优化控制，缓解了传统梯形速度曲线中的加速度突变引起的机械冲击。（3）在分析了机

5、器人各轴运动关系的基础上，提出了基于偏差I东华大学硕士学位论文摘要耦合策略的四轴协同控制方式；实现了织针和XY直线插补的电子齿轮运动关系，保证了针距的恒定；分析了钩刀运动方式和切割力的关系，开发了以织针运动为主运动、钩刀运动为辅运动的电子凸轮运动功能，实现了织针与钩刀的协同动作。研发的样机已在企业进行工程验证，实验表明，机器人的各项性能均已达到预期的设计目标，生产的地毯毯面质量较传统的植绒机器人加工的产品有了显著改善，针距和行距比较恒定，且运行稳定性也有所提高，为机器人的应用推广奠定了基础。关键字：控制系统；多轴协同；电子凸轮；手工地毯；速度自适应II东华大学硕士学位论文ABSTRACTDE

6、VELOPMENTOFCONTROLSYSTEMFORFLOCKINGROBOTONHAND-MADECARPETSABSTRACTWiththeimprovementofpeople’slivingstandards,people’sdesiretobeautifythehomeenvironmentisalsoincreasing.Hand-madecarpetisanupscalefloorcoveringmaterial,andhigh-endvenuessuchasexhibitionhalls,hotels,andclubs,aswellashomesremainhighdema

7、ndforhand-madecarpets.Atpresent,Chinahasbecomeamajorproducerandconsumerofhand-madecarpets,andthereisstillmuchroomfordevelopmentinthehand-madecarpetmarket.Aimingattheshortcomingsoflongproductioncycle,highcos