本文關(guān)鍵詞：大口徑反射鏡抓取工裝研制與潔凈精密裝配實(shí)驗(yàn)

  更多相關(guān)文章： 大口徑反射鏡 真空吸附 抓取工裝 潔凈 裝配工藝

【摘要】：高能量固體激光裝置光路中包括了成千上萬(wàn)的各類光學(xué)元件,這些光學(xué)元件的高效潔凈精密裝配是保證固體激光裝置良好運(yùn)行的必要條件,目前我國(guó)大口徑反射鏡的裝配主要采用抓鉤吊裝,人工輔助的方法,潔凈度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,已經(jīng)不能滿足大量大口徑反射鏡的裝配需求。本文深入研究大口徑反射鏡裝配的技術(shù)特點(diǎn),研制了一套大口徑反射鏡專用抓取工裝,并對(duì)大口徑反射鏡的裝配工藝進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)大口徑反射鏡裝配的實(shí)際工作條件和技術(shù)原理,提出抓取工裝的設(shè)計(jì)指標(biāo),設(shè)計(jì)了陣列式吸盤的真空抓手、邊緣密封結(jié)構(gòu)的真空抓手和邊緣排布式吸盤的真空抓手三種方案,并對(duì)三種方案進(jìn)行分析,對(duì)邊緣排布式吸盤的真空抓手進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零件的靜力學(xué)仿真分析,并完成樣機(jī)的加工制造。建立大口徑反射鏡的有限元模型,計(jì)算抓取工裝夾持后大口徑反射鏡的PV值和RMS值,得出此抓取工裝夾持后大口徑反射鏡面型變化能夠滿足設(shè)計(jì)要求。運(yùn)用D-H參數(shù)法建立KUKA KR 210機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,設(shè)計(jì)大口徑反射鏡的裝配軌跡的關(guān)鍵插值點(diǎn),并求出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,運(yùn)用三次樣條函數(shù)對(duì)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡規(guī)劃,然后完成大口徑反射鏡的裝配軌跡規(guī)劃。建立了KUKA KR 210機(jī)器人的有限元模型,進(jìn)行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析,對(duì)機(jī)器人的初始零位位姿和最危險(xiǎn)位姿進(jìn)行模態(tài)分析,以防止發(fā)生共振從而影響機(jī)器人末端執(zhí)行器的裝配運(yùn)動(dòng)精度。對(duì)抓取工裝的可靠性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在機(jī)器人以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí),能夠保證對(duì)大口徑反射鏡抓取的安全性和可靠性。通過(guò)對(duì)與光學(xué)元件直接接觸的真空吸盤的潔凈性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出NBR材質(zhì)的真空吸盤能夠滿足大口徑反射鏡的潔凈性能要求。對(duì)大口徑反射鏡的裝配軌跡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文研究的裝配技術(shù)能夠完成大口徑反射鏡的裝配,測(cè)量出KUKA KR 210工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度為±0.03mm,能夠滿足大口徑反射鏡裝配精度要求。對(duì)工業(yè)機(jī)器人的剛度進(jìn)行標(biāo)定,通過(guò)實(shí)驗(yàn)辨識(shí)出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的剛度,為大口徑反射鏡精密裝配技術(shù)的工程應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：大口徑反射鏡 真空吸附 抓取工裝 潔凈 裝配工藝
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的目的和意義9-12
• 1.1.1 課題來(lái)源9
• 1.1.2 研究的目的和意義9-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和分析12-15
• 1.2.1 大口徑光學(xué)元件裝配技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 光學(xué)元件潔凈技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 大口徑反射鏡抓取工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析17-36
• 2.1 大口徑反射鏡抓取工裝的工作條件和裝配技術(shù)特點(diǎn)分析17-18
• 2.1.1 大口徑反射鏡抓取工裝的工作現(xiàn)場(chǎng)條件分析17
• 2.1.2 大口徑反射鏡裝配的技術(shù)特點(diǎn)分析17-18
• 2.2 大口徑反射鏡抓取工裝的總體方案設(shè)計(jì)18-22
• 2.2.1 大口徑反射鏡抓取工裝的設(shè)計(jì)指標(biāo)19
• 2.2.2 大口徑反射鏡抓取工裝的總體方案設(shè)計(jì)與分析19-22
• 2.3 大口徑反射鏡抓取工裝的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-30
• 2.3.1 真空吸附抓取的理論吸附力計(jì)算22-24
• 2.3.2 真空吸盤與吸盤安裝組件設(shè)計(jì)24-27
• 2.3.3 真空產(chǎn)生裝置與保護(hù)氣缸設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.4 支撐和連接部件設(shè)計(jì)28-30
• 2.4 大口徑反射鏡抓取工裝的氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-32
• 2.5 有限元分析32-35
• 2.5.1 大口徑反射鏡面型仿真分析32-34
• 2.5.2 大口徑反射鏡抓取工裝關(guān)鍵零件的靜力學(xué)分析34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第3章 大口徑反射鏡裝配操作裝置分析36-51
• 3.1 KR 210機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析36-39
• 3.1.1 KR 210機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立36-38
• 3.1.2 KR 210機(jī)器人工作空間分析38-39
• 3.2 KR 210機(jī)器人裝配作業(yè)軌跡規(guī)劃39-44
• 3.3 KR 210機(jī)器人的靜力學(xué)分析44-46
• 3.3.1 機(jī)器人初始零位位姿下的靜力學(xué)分析44-45
• 3.3.2 機(jī)器人水平伸展位姿下的靜力學(xué)分析45-46
• 3.4 連接抓取工裝的機(jī)器人模態(tài)分析46-50
• 3.4.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)46-47
• 3.4.2 初始零位位姿下的模態(tài)分析47-48
• 3.4.3 水平伸展位姿下的模態(tài)分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 大口徑反射鏡潔凈裝配技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究51-68
• 4.1 抓取工裝的可靠性和運(yùn)動(dòng)包線實(shí)驗(yàn)51-53
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)裝置51
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟51-53
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論53
• 4.2 大口徑反射鏡裝配軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)53-57
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)裝置53-54
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟54-56
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析56-57
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論57
• 4.3 真空吸盤材質(zhì)潔凈性能實(shí)驗(yàn)57-62
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理57-58
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)步驟58-60
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析與結(jié)論60-62
• 4.4 開環(huán)機(jī)械臂的剛度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)62-66
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)原理62-65
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-75
• 致謝75

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