Abstract
人工去毛邊的工作往往是單調而危險的, 操作人員極易遭尖銳的毛邊及工具割傷, 而工具之振動亦會對人體及手臂造成傷害。同時, 由於毛邊的工作耗時, 往往亦會成為整個生產線流程上的瓶頸。而相對於一般專用去毛邊的機器而言, 機器人在處理少量多樣的去毛邊工作時, 往往又更具彈性。所以, 應用機器人來代替人工及專用機執行去毛邊的工作將是非常適合的。為改善一般工業機器人工作端點之準確度不佳及振動等現象, 本文的研究目的在於以最佳化方法設計複合材料製機械臂, 使其應用在去毛邊工作時具有較佳的動態特性。其優點在於可提供機器人系統更高的結構勁度, 強度, 材料阻尼, 及較低的質量。這些結構上的優點將使控制系統具備較廣的頻寬, 而有利於控制器之設計。且由於該機械臂是以 80386型個人電腦來控制, 故在採用控制法則時較有彈性。當然, 由於去毛邊的現象是極端的非線性, 加上毛邊的位置, 形狀的不規則, 研磨工具的磨耗, 諸如此類因素, 在在都會影響去毛邊的品質。本文將針對自行研製的複合材料機械手臂透過理論的分析及實驗結果的驗證, 說明其在高速運動及去毛邊程序中均較一般鋁合金製的機械手臂具有較佳的動態特性。內容包括三軸機器人運動學及動力學模式之建立, 機器人去毛邊系統數學模式的建立, 控制系統的設計及製作, 機器人去毛邊動態反應的電腦模擬及實驗。