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    開發(fā)一套適用于石材切割的機(jī)械臂系統(tǒng),結(jié)合傳統(tǒng)五軸橋切的笛卡爾坐標(biāo)系線性軸與旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)方式,具備高效準(zhǔn)確的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算能力,能夠?qū)?G 代碼中的坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度,并在逆運(yùn)動(dòng)過程中篩選出最優(yōu)解,以實(shí)現(xiàn)精確的石材切割操作。 機(jī)械臂關(guān)鍵技術(shù): 1. 傳統(tǒng)五軸橋切使用笛卡爾坐標(biāo)系下的線性軸+旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng); 2. 需要支持逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊,可將G代碼中的 X/Y/Z/A/C 坐標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度,支持RTCP功能; 3. 逆運(yùn)動(dòng)過程可能出現(xiàn)多解,通過“關(guān)鍵限位-碰撞檢測(cè)-最小運(yùn)動(dòng)角度-運(yùn)動(dòng)連續(xù)性”輸出最優(yōu)解; 以下是基于你提供的關(guān)鍵技術(shù)要求生成的機(jī)械臂系統(tǒng)開發(fā)要求: 一、整體設(shè)計(jì)目標(biāo) 開發(fā)一套適用于石材切割的機(jī)械臂系統(tǒng),結(jié)合傳統(tǒng)五軸橋切的笛卡爾坐標(biāo)系線性軸與旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)方式,具備高效準(zhǔn)確的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算能力,能夠?qū)?G 代碼中的坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度,并在逆運(yùn)動(dòng)過程中篩選出最優(yōu)解,以實(shí)現(xiàn)精確的石材切割操作。 二、運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)要求 (一)坐標(biāo)系聯(lián)動(dòng) 笛卡爾坐標(biāo)系應(yīng)用:采用傳統(tǒng)五軸橋切的笛卡爾坐標(biāo)系,實(shí)現(xiàn)線性軸(X、Y、Z)與旋轉(zhuǎn)軸(A、C)的聯(lián)動(dòng)控制。線性軸負(fù)責(zé)機(jī)械臂在三維空間中的位置移動(dòng),旋轉(zhuǎn)軸負(fù)責(zé)調(diào)整機(jī)械臂的姿態(tài),確保機(jī)械臂能夠靈活到達(dá)石材切割所需的位置和角度。 線性軸精度:X、Y、Z 軸的定位精度需達(dá)到±0.05mm,重復(fù)定位精度達(dá)到±0.03mm,以保證切割位置的準(zhǔn)確性。 旋轉(zhuǎn)軸精度:A、C 軸的角度定位精度需達(dá)到±0.05°,重復(fù)定位精度達(dá)到±0.03°,確保機(jī)械臂姿態(tài)調(diào)整的精確性。 運(yùn)動(dòng)同步性:線性軸和旋轉(zhuǎn)軸之間需具備良好的同步性,在運(yùn)動(dòng)過程中能夠協(xié)同工作,避免出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的切割誤差。同步誤差需控制在±0.02mm(線性軸)和±0.02°(旋轉(zhuǎn)軸)以內(nèi)。 (二)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能:系統(tǒng)需支持逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊,該模塊能夠自動(dòng)將 G 代碼中的 X/Y/Z/A/C 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的角度。轉(zhuǎn)換過程需快速準(zhǔn)確,轉(zhuǎn)換時(shí)間不超過 100ms,以滿足實(shí)時(shí)切割的需求。 RTCP 功能支持:具備 RTCP(Rotated Tool Center Point,旋轉(zhuǎn)刀具中心點(diǎn))功能,確保在機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程中,刀具中心點(diǎn)始終按照 G 代碼指定的路徑運(yùn)動(dòng),不受機(jī)械臂姿態(tài)變化的影響,提高切割精度。 三、逆運(yùn)動(dòng)解算與最優(yōu)解選擇 (一)多解處理機(jī)制 逆運(yùn)動(dòng)過程中可能出現(xiàn)多組解,系統(tǒng)需具備完善的多解處理機(jī)制。通過“關(guān)鍵限位 - 碰撞檢測(cè) - 最小運(yùn)動(dòng)角度 - 運(yùn)動(dòng)連續(xù)性”的篩選流程,從多組解中輸出最優(yōu)解。 關(guān)鍵限位篩選:首先根據(jù)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍和限位條件,排除超出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)極限的解。例如,每個(gè)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度都有其最大和最小限制,超出該范圍的解將被舍棄。 碰撞檢測(cè)篩選:利用傳感器和虛擬模型進(jìn)行碰撞檢測(cè),排除可能導(dǎo)致機(jī)械臂與石材、周圍設(shè)備或其他障礙物發(fā)生碰撞的解。碰撞檢測(cè)的響應(yīng)時(shí)間需不超過 50ms,以確保機(jī)械臂的安全運(yùn)行。 最小運(yùn)動(dòng)角度篩選:在滿足關(guān)鍵限位和無碰撞的解中,選擇使機(jī)械臂各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度最小的解。這樣可以減少機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)能耗和磨損,提高機(jī)械臂的使用壽命。 運(yùn)動(dòng)連續(xù)性篩選:考慮機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性,選擇能夠使機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡平滑、避免突變的解。通過對(duì)解的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行平滑處理和優(yōu)化,確保機(jī)械臂在切割過程中能夠穩(wěn)定、流暢地運(yùn)行。 (二)最優(yōu)解輸出穩(wěn)定性 系統(tǒng)輸出的最優(yōu)解需具備穩(wěn)定性,在相同的輸入條件下,每次輸出的最優(yōu)解應(yīng)保持一致。解的穩(wěn)定性誤差需控制在±0.02°(關(guān)節(jié)角度)以內(nèi),以保證機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性和切割質(zhì)量的一致性。 四、系統(tǒng)性能與可靠性要求 (一)響應(yīng)速度 系統(tǒng)對(duì) G 代碼的解析和處理速度需滿足實(shí)時(shí)切割的要求,從接收到 G 代碼到開始執(zhí)行切割動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間不超過 200ms。在切割過程中,機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度需能夠根據(jù)切割工藝的要求進(jìn)行快速調(diào)整,確保切割效率和質(zhì)量。 (二)可靠性 連續(xù)運(yùn)行時(shí)間:機(jī)械臂系統(tǒng)需具備較高的可靠性,能夠連續(xù)無故障運(yùn)行時(shí)間不少于 8000 小時(shí)。在連續(xù)運(yùn)行過程中,系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)需保持穩(wěn)定,切割精度和質(zhì)量不受影響。 故障診斷與恢復(fù):系統(tǒng)需具備完善的故障診斷功能,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械臂的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位故障。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)需能夠自動(dòng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施,并通過報(bào)警裝置通知操作人員。同時(shí),系統(tǒng)需具備故障恢復(fù)功能,在故障排除后能夠快速恢復(fù)正常運(yùn)行。 五、軟件與用戶界面要求 (一)軟件功能 G 代碼編輯與導(dǎo)入:提供 G 代碼編輯功能,允許用戶對(duì)切割路徑進(jìn)行手動(dòng)編輯和調(diào)整。同時(shí),支持多種格式的 G 代碼文件導(dǎo)入,方便用戶使用不同來源的切割程序。 參數(shù)設(shè)置與調(diào)整:用戶可以通過軟件對(duì)機(jī)械臂的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整,如運(yùn)動(dòng)速度、加速度、切割力度等。參數(shù)設(shè)置需直觀、方便,并且具備參數(shù)保存和加載功能,以便用戶快速切換不同的切割工藝。 模擬仿真功能:軟件需具備模擬仿真功能,能夠在實(shí)際切割前對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡和切割效果進(jìn)行模擬展示。通過模擬仿真,用戶可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)行調(diào)整,避免在實(shí)際切割過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。 (二)用戶界面 友好性:用戶界面需設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、直觀,符合人體工程學(xué)原理,方便用戶操作和使用。界面布局需合理,各項(xiàng)功能按鈕和信息顯示需清晰明了,易于識(shí)別和操作。 多語言支持:為了滿足不同地區(qū)用戶的需求,用戶界面需支持多種語言,如中文、英文、德文等。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的語言進(jìn)行操作。 六、安全與維護(hù)要求 (一)安全防護(hù) 硬件安全措施:機(jī)械臂系統(tǒng)需配備完善的硬件安全防護(hù)裝置,如急停按鈕、安全光幕、限位開關(guān)等。急停按鈕需能夠在緊急情況下迅速停止機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng),安全光幕需能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械臂周圍的人員和物體,當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)及時(shí)觸發(fā)報(bào)警并停止機(jī)械臂運(yùn)行。 軟件安全機(jī)制:軟件需具備安全保護(hù)機(jī)制,如權(quán)限管理、密碼保護(hù)等。只有經(jīng)過授權(quán)的人員才能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和設(shè)置,確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。 (二)維護(hù)便利性 易維護(hù)設(shè)計(jì):機(jī)械臂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮維護(hù)的便利性,各部件的安裝和拆卸需方便快捷。同時(shí),系統(tǒng)需具備自診斷和故障提示功能,能夠幫助維護(hù)人員快速定位和解決故障。 備件供應(yīng):供應(yīng)商需提供充足的備件供應(yīng),確保在機(jī)械臂出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)更換損壞的部件,減少停機(jī)時(shí)間。備件的質(zhì)量需符合系統(tǒng)的要求,并且具備良好的兼容性。
    定制開發(fā)工業(yè)機(jī)械不限
    進(jìn)行中 2025-10-15發(fā)布
    招標(biāo)-按項(xiàng)目付費(fèi)
    發(fā)布任務(wù)