翅片管码垛机器人结构设计、优化与控制的研究

发布时间：2017-12-24 06:29

  本文关键词：翅片管码垛机器人结构设计、优化与控制的研究　出处：《上海海洋大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 码垛装备 框架 有限元分析 优化设计 受力分析 固定支架 控制系统

【摘要】：在通过对传统的码垛机器人工作特性的研究及对当前工业市场的需求分析基础之上,本文设计出了一种新型翅片管自动码垛机器人,该机器人具有结构简单、占空间小、总耗能少、易于拆卸、运输和成本低等特点。由于装备主体结构采用的是直角坐标型,为确保装备能满足高精的作业要求,需对易出现变形的轨道支撑框架进行受力分析。仿真过程利用Pro/E、ADAMS与ANSYS Workbench在自身领域的优势共同完成对框架的运动受力分析,同时对ADAMS与ANSYS Workbench的仿真结果进行比较,得出精确的运动特性仿真结果,最终判断是否进行结构改进。有限元分析和优化设计是现代机械零部件设计的两种主要方法,对于改善已研究的机械零件的强度、质量等有着重要作用。文中在三维软件中建立机器人转动关节固定支架的三维模型,应用ADAMS仿真软件进行动态仿真,得出支架在关节转动状态下的受力分析,然后根据分析的数据结果在ANSYS Workbench下进行受力分析和优化设计,其过程中通过ADAMS仿真软件可以解决零部件在整个装备运动状态下的受力分析难题,从而摒弃了以往人们只是简单的将负载重量(其大小和方向都是不准确的)附加于零件上来进行静力分析的做法,再加上ANSYS Workbench软件优秀的结构优化设计模块,最终得到了在变形、应力、质量等方面均有所改善的最优设计方案,其中固定支架的自身质量减少了21.7%,优化效果明显。此外该装备控制系统采用计算机可编程自动化控制器(CPAC)进行程序的执行和Otostudio/GRT作为其编程环境及运行引擎,不仅提高了控制能力,满足了结构和功能的先进性,还降低了成本、创新了技术,使企业也拥有了自己的知识产权。由于该码垛装备具有比传统的码垛机械多很多的使用价值和优点,因此非常适合于现代化工业生产,对我国翅片机行业的进一步发展有着重要的意义。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242

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本文编号：1327268