上下料機(jī)器人結(jié)構(gòu)有限元分析及拓?fù)鋬?yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-29 21:41
目前在工業(yè)領(lǐng)域中使用最頻繁的沖壓上下料機(jī)器人主要是直角坐標(biāo)系以及關(guān)節(jié)式兩種機(jī)器人,不過(guò)這兩種類(lèi)型的機(jī)器人都存在一些弊端,前者主要缺點(diǎn)是靈活程度比較低,并且占用空間比較大;后者的價(jià)格高,并且在其使用的過(guò)程中花費(fèi)的維護(hù)費(fèi)用很高。由于這些缺點(diǎn)的存在,使得這兩種類(lèi)型的機(jī)器人發(fā)展受到一定程度的限制,對(duì)于一些生產(chǎn)中小型沖壓零件的工廠企業(yè)來(lái)說(shuō),并不能夠進(jìn)行較大規(guī)模的產(chǎn)品生產(chǎn)。為了使得此市場(chǎng)能夠得以拓展開(kāi)發(fā),本文對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究分析,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。深入分析工件沖壓加工工藝,了解沖壓機(jī)器人的功能需求,基于其功能需求,設(shè)計(jì)了三種不同的方案,并通過(guò)對(duì)比分析,確定了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案,對(duì)沖壓機(jī)器人各個(gè)組成零部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),包括機(jī)器人本體、機(jī)械單元、真空單元、視覺(jué)單元以及電氣控制單元。其次,采用SolidWorks建立機(jī)器人幾何模型,通過(guò)Workbench對(duì)機(jī)器人的機(jī)身以及升降支座等一些重要的零部件進(jìn)行有限元分析,同時(shí)對(duì)及其整體進(jìn)行全面完整的模態(tài)分析,得出相關(guān)的指標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)分析得到相關(guān)信息及工業(yè)機(jī)器人工作運(yùn)行狀態(tài)下的各種參數(shù)指標(biāo)的趨勢(shì)變化圖,最終得出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得出的分析數(shù)據(jù)以及...
【文章來(lái)源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)
1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 研究方法
第2章 沖壓線上下料機(jī)器人設(shè)計(jì)
2.1 上下料機(jī)器人總體設(shè)計(jì)
2.1.1 沖壓工藝分析
2.1.2 功能需求分析
2.1.3 方案設(shè)計(jì)
2.2 機(jī)械單元設(shè)計(jì)
2.2.1 機(jī)器人端拾器設(shè)計(jì)
2.2.2 機(jī)器人上下料平臺(tái)設(shè)計(jì)
2.2.3 機(jī)器人關(guān)鍵桿長(zhǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3 真空單元設(shè)計(jì)
2.3.1 真空泵的選型設(shè)計(jì)
2.3.2 電磁閥和分路塊的選型設(shè)計(jì)
2.4 視覺(jué)單元設(shè)計(jì)
2.4.1 工業(yè)攝像頭類(lèi)型的選型設(shè)計(jì)
2.4.2 視覺(jué)桌面及鎖緊裝置的設(shè)計(jì)
2.5 電氣控制單元設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 上下料機(jī)器人關(guān)鍵零部件有限元分析
3.1 機(jī)身支座的靜力學(xué)分析
3.1.1 有限元分析模型的建立
3.1.2 定義材料屬性
3.1.3 網(wǎng)格劃分
3.1.4 邊界條件
3.1.5 結(jié)果分析
3.2 升降立座的靜力學(xué)分析
3.2.1 有限元分析模型的建立
3.2.2 定義材料屬性
3.2.3 網(wǎng)格劃分
3.2.4 設(shè)置邊界條件
3.2.5 結(jié)果分析
3.3 沖壓上下料機(jī)器人整機(jī)的模態(tài)分析
3.3.1 模態(tài)分析理論
3.3.2 機(jī)器人有限元模型的建立
3.3.3 模態(tài)分析結(jié)果
3.4 本章總結(jié)
第4章 上下料機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真
4.1 機(jī)器人的建模與裝配
4.1.1 零件的實(shí)體建模
4.1.2 機(jī)器人虛擬樣機(jī)的裝配
4.2 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)仿真
4.2.1 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)
4.2.2 仿真與結(jié)果
4.3 本章小結(jié)
第5章 上下料機(jī)器人關(guān)鍵零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.1 機(jī)械臂的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.1.1 機(jī)械臂建模與仿真
5.1.2 小臂的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.2 機(jī)身支座的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.3 升降立座的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于機(jī)器人的數(shù)控機(jī)床自動(dòng)上下料應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 龍江,胡丹,梁林. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(10)
[2]2P3R型加工中心上下料機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及仿真[J]. 韓軍,尹常志. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(08)
[3]沖壓上下料機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 盧軍,余文英. 鍛壓技術(shù). 2017(05)
[4]汽車(chē)沖壓設(shè)備上下料機(jī)器人研究[J]. 萬(wàn)亮敏. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(27)
[5]基于觸摸屏的機(jī)床上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 丁華鋒,靳開(kāi)軒,賀冬冬,劉婧芳. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2016(09)
[6]上下料機(jī)器人在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[J]. 智能機(jī)器人. 2016(08)
[7]鐵鍬自動(dòng)上下料機(jī)器人研究[J]. 朱艷坤,蔣麗,劉東陽(yáng). 科技展望. 2016(22)
[8]工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用綜述[J]. 孟明輝,周傳德,陳禮彬,馮淼,苗純正. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[9]解讀《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2016版)》[J]. 盧月品. 機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2016(03)
[10]基于SolidWorks Simulation的機(jī)床上下料專(zhuān)用機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 邊弘曄,李學(xué)威,管莉娜,馬壯. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2016(04)
碩士論文
[1]面向多點(diǎn)高速裝配應(yīng)用的六軸工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析仿真[D]. 江興旺.浙江大學(xué) 2014
[2]3P3R型弧焊機(jī)器人軌跡規(guī)劃及其輪廓運(yùn)動(dòng)控制[D]. 謝英太.浙江大學(xué) 2014
本文編號(hào):3310107
【文章來(lái)源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)
1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 研究方法
第2章 沖壓線上下料機(jī)器人設(shè)計(jì)
2.1 上下料機(jī)器人總體設(shè)計(jì)
2.1.1 沖壓工藝分析
2.1.2 功能需求分析
2.1.3 方案設(shè)計(jì)
2.2 機(jī)械單元設(shè)計(jì)
2.2.1 機(jī)器人端拾器設(shè)計(jì)
2.2.2 機(jī)器人上下料平臺(tái)設(shè)計(jì)
2.2.3 機(jī)器人關(guān)鍵桿長(zhǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3 真空單元設(shè)計(jì)
2.3.1 真空泵的選型設(shè)計(jì)
2.3.2 電磁閥和分路塊的選型設(shè)計(jì)
2.4 視覺(jué)單元設(shè)計(jì)
2.4.1 工業(yè)攝像頭類(lèi)型的選型設(shè)計(jì)
2.4.2 視覺(jué)桌面及鎖緊裝置的設(shè)計(jì)
2.5 電氣控制單元設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 上下料機(jī)器人關(guān)鍵零部件有限元分析
3.1 機(jī)身支座的靜力學(xué)分析
3.1.1 有限元分析模型的建立
3.1.2 定義材料屬性
3.1.3 網(wǎng)格劃分
3.1.4 邊界條件
3.1.5 結(jié)果分析
3.2 升降立座的靜力學(xué)分析
3.2.1 有限元分析模型的建立
3.2.2 定義材料屬性
3.2.3 網(wǎng)格劃分
3.2.4 設(shè)置邊界條件
3.2.5 結(jié)果分析
3.3 沖壓上下料機(jī)器人整機(jī)的模態(tài)分析
3.3.1 模態(tài)分析理論
3.3.2 機(jī)器人有限元模型的建立
3.3.3 模態(tài)分析結(jié)果
3.4 本章總結(jié)
第4章 上下料機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真
4.1 機(jī)器人的建模與裝配
4.1.1 零件的實(shí)體建模
4.1.2 機(jī)器人虛擬樣機(jī)的裝配
4.2 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)仿真
4.2.1 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)
4.2.2 仿真與結(jié)果
4.3 本章小結(jié)
第5章 上下料機(jī)器人關(guān)鍵零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.1 機(jī)械臂的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.1.1 機(jī)械臂建模與仿真
5.1.2 小臂的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.2 機(jī)身支座的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.3 升降立座的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于機(jī)器人的數(shù)控機(jī)床自動(dòng)上下料應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 龍江,胡丹,梁林. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(10)
[2]2P3R型加工中心上下料機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及仿真[J]. 韓軍,尹常志. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(08)
[3]沖壓上下料機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 盧軍,余文英. 鍛壓技術(shù). 2017(05)
[4]汽車(chē)沖壓設(shè)備上下料機(jī)器人研究[J]. 萬(wàn)亮敏. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(27)
[5]基于觸摸屏的機(jī)床上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 丁華鋒,靳開(kāi)軒,賀冬冬,劉婧芳. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2016(09)
[6]上下料機(jī)器人在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[J]. 智能機(jī)器人. 2016(08)
[7]鐵鍬自動(dòng)上下料機(jī)器人研究[J]. 朱艷坤,蔣麗,劉東陽(yáng). 科技展望. 2016(22)
[8]工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用綜述[J]. 孟明輝,周傳德,陳禮彬,馮淼,苗純正. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[9]解讀《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2016版)》[J]. 盧月品. 機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2016(03)
[10]基于SolidWorks Simulation的機(jī)床上下料專(zhuān)用機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 邊弘曄,李學(xué)威,管莉娜,馬壯. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2016(04)
碩士論文
[1]面向多點(diǎn)高速裝配應(yīng)用的六軸工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析仿真[D]. 江興旺.浙江大學(xué) 2014
[2]3P3R型弧焊機(jī)器人軌跡規(guī)劃及其輪廓運(yùn)動(dòng)控制[D]. 謝英太.浙江大學(xué) 2014
本文編號(hào):3310107
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