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针织圆纬机自动接纱机器人控制系统研究与开发

【摘要】:21世纪以来,全球不断向信息化、智能化方向发展,机器人和“互联网+”将是新时代的主题。目前,针织行业自动化水平相对落后,很多环节必须要依赖人工操作才能完成。研究圆纬机自动化技术,提高圆纬机的智能化和自动化水平,具有非常重要的意义。经过大量的国内外文献资料分析以及针织装备市场调研,得出圆纬机工作中的断纱是目前阻碍针织圆纬机向智能化转型升级的主要技术屏障之一,而断纱的主要原因是纱线带有各种疵点(粗纱、细纱、双纱、棉结等)。纱线过细强度不够导致纱线被拉断,而纱线过粗则会卡住而拉断。断纱后无法继续生产,机器将停止工作,只能等待挡车工将纱线重新捻接才能恢复运行,使得圆纬机对人的依赖程度极高,而且人工接捻后的捻接线头较大,造成产品表面带有很多疵点,不仅影响效率和质量,也增加了后续裁剪加工成本。迄今为止,国内外还没有针织圆纬机断纱自动捻接的相关研究成果,无法解决圆纬机断纱后需要人工操作捻接的问题。针对这一问题,本文研发一种针织圆纬机自动接纱机器人,实现纱疵自动检测、自动清纱复接和智能清洁除尘,从而有效清除纱疵,降低断纱频率,将显著提高针织圆纬机的生产效率及产品质量,提升针织圆纬机的自动化水平,推动针织圆纬机装备行业向智能化技术转型升级,具有良好的社会效益和经济效益。本文主要研究以下内容:(1)自动接纱机器人控制系统设计与开发,圆纬机控制系统人机交互界面设计与开发;(2)机械手精确分度定位算法研究与实现,分度定位误差分析,机械手抓取疵点和回收线头最优路径算法研究与实现;(3)机械手运动控制研究和程序开发,机械手与上位机数据交互设计与实现。

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