数控车床桁架机器人上下料系统设计研究
发布时间：2021-08-02 16:51
近年来全球经济飞速发展,随着人力成本逐渐上升和绿色环保的要求加强,制造行业的企业都在追求更加经济、节能、高效的“无人化”的制造模式。针对数控车床用盘类和轴类零件的加工,目前多数企业还采用人工装卸工件的方式。桁架机器人上下料系统具有结构简单,速度快等优点,也能对现有生产环境进行改善,大幅的降低生产成本,提高生产效率,广泛应用于大批量生产加工模式下。本文首先介绍了国内外机器人的研究发展趋势,并以工程技术项目为课题来源,根据数控车床桁架机器人上下料系统的设计要求展开设计分析,旨在通过论文研究总结数控车床单机桁架机器人上下料系统的设计流程,为后续的相关研发和设计提供设计依据。主要研究内容如下:介绍数控车床的机器人应用形式,展开桁架机器人上下料系统的优势、应用形式和主要技术参数的说明。随后展开桁架机器人上下料系统设计要求及设计难点的分析。运用机械原理工艺运动分解的理论和方法,根据设计要求进行桁架机器人上下料系统的总体设计方案研究;通过设计任务、条件、主参数的确认,展开桁架机器人上下料系统工艺动作运动分解,逐步确认三种桁架上下料系统的运动方案,对比分析选定本课题采用的运动方案,并说明方案选定的原因...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 桁架机器人上下料系统发展状况
1.3 本文研究的意义和主要工作
2 数控车床桁架机器人上下料系统方案设计
2.1 数控车床的机器人应用形式及桁架机器人上下料系统
2.1.1 数控车床的机器人应用形式
2.1.2 数控车床的桁架机器人应用形式
2.2 桁架机器人上下料系统需求及设计要求、难点
2.2.1 数控车床对桁架机器人上下料系统的需求分析
2.2.2 桁架机器人上下料系统设计要求
2.2.3 桁架机器人上下料系统设计难点
2.3 桁架机器人上下料系统总体方案设计
2.3.1 桁架机器人上下料系统设计任务和设计条件
2.3.2 桁架机器人上下料系统工艺动作运动分解
2.3.3 桁架机器人上下料系统运动方案设计
2.3.4 桁架机器人上下料系统运动方案选定及原因说明
2.4 本章小结
3 数控车床桁架机器人上下料系统单元化设计
3.1 数控车床桁架机器人上下料系统结构组成
3.1.1 复杂零部件结构的概念单元化设计方法
3.1.2 桁架自动化系统的结构组成
3.2 承载部件
3.2.1 承载部件设计原则
3.2.2 承载部件形式对比选择及依据
3.3 驱动系统部件
3.3.1 驱动系统部件设计原则
3.3.2 驱动轴传动部件选择及依据
3.3.3 驱动轴导向部件选择对比及依据
3.3.4 驱动轴导轨润滑形式选择
3.4 手爪部件
3.4.1 手爪部件设计要求
3.4.2 手爪部件选择对比及依据
3.5 本体部件
3.5.1 本体部件设计原则
3.5.2 手爪本体部件翻转形式对比选择
3.6 工件存储部件
3.6.1 工件存储部件设计原则
3.6.2 工件存储部件形式选择对比及依据
3.7 单机桁架上下料系统布局
3.8 本章小结
4 数控车床桁架机器人系统有限元分析
4.1 有限元分析法介绍
4.2 桁架静力学分析
4.2.1 桁架几何模型
4.2.2 桁架工况及载荷分析
4.2.3 桁架有限元分析
4.2.4 桁架静力学分析求解
4.3 模态分析
4.3.1 模态分析基础
4.3.2 桁架模态分析求解
4.4 本章小结
5 桁架机器人系统有限元仿真的试验验证
5.1 试验目的
5.2 试验方法
5.2.1 桁架横梁变形试验方法
5.2.2 桁架重复定位精度试验方法
5.2.3 机器人手爪翻转重复精度试验方法
5.3 试验测定结果分析
5.3.1 桁架横梁变形试验结果
5.3.2 桁架重复定位精度试验结果
5.3.3 机器人手爪翻转重复精度试验结果
5.4 试验结果分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS WorkBench的欠驱动手爪静动态性能分析[J]. 吴必蛟,刁燕,罗华,吴晨柯. 机电技术. 2019(03)
[2]基于视觉抓取的并联桁架机器人最优路径控制[J]. 杨继东,孙兆琦,王飞龙. 计算机应用. 2019(03)
[3]基于ANSYS的桁架结构有限元分析[J]. 邵浩. 四川建材. 2018(09)
[4]大型桁架式钢板自动分拣机器人设计研究[J]. 吴双峰,庄圆,李周,姬海翔,纪翀. 制造业自动化. 2016(08)
[5]有限元技术在机械设计中的应用分析[J]. 王蔚. 科技创新与应用. 2016(07)
[6]复杂零件结构设计的概念单元方法[J]. 王德伦,申会鹏,孙元,董惠敏,马雅丽. 机械工程学报. 2016(07)
[7]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[8]基于非概率方法的医用机器人结构可靠性分析[J]. 赵胜丽,姜杉,高学生. 机械强度. 2015(02)
[9]汽车冲压线上下料机器人选型原则与方法[J]. 侯雨雷,王嫦美,杜建革,李建,喻宝林,周玉林. 制造技术与机床. 2014(11)
[10]ANSYS软件在机械结构分析中的应用[J]. 王亚利. 价值工程. 2014(03)
硕士论文
[1]技术精神视域下的自主创新研究[D]. 崔芸萌.河北师范大学 2017
[2]桁架机器人可靠性分析及刚柔耦合动态特性研究[D]. 陈威.合肥工业大学 2017
[3]上下料机械手柔性手腕的运动分析及优化设计[D]. 曹海燕.江南大学 2012
[4]拉伸机专用上下料机械手的设计与控制系统研究[D]. 赵锦荣.苏州大学 2012
[5]管道清灰机器人操作臂运动学及可靠性分析[D]. 王翀.兰州理工大学 2008
[6]设计方法学在直角坐标机械手设计中的应用[D]. 卢稳厚.合肥工业大学 2008
本文编号：3317925
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 桁架机器人上下料系统发展状况
1.3 本文研究的意义和主要工作
2 数控车床桁架机器人上下料系统方案设计
2.1 数控车床的机器人应用形式及桁架机器人上下料系统
2.1.1 数控车床的机器人应用形式
2.1.2 数控车床的桁架机器人应用形式
2.2 桁架机器人上下料系统需求及设计要求、难点
2.2.1 数控车床对桁架机器人上下料系统的需求分析
2.2.2 桁架机器人上下料系统设计要求
2.2.3 桁架机器人上下料系统设计难点
2.3 桁架机器人上下料系统总体方案设计
2.3.1 桁架机器人上下料系统设计任务和设计条件
2.3.2 桁架机器人上下料系统工艺动作运动分解
2.3.3 桁架机器人上下料系统运动方案设计
2.3.4 桁架机器人上下料系统运动方案选定及原因说明
2.4 本章小结
3 数控车床桁架机器人上下料系统单元化设计
3.1 数控车床桁架机器人上下料系统结构组成
3.1.1 复杂零部件结构的概念单元化设计方法
3.1.2 桁架自动化系统的结构组成
3.2 承载部件
3.2.1 承载部件设计原则
3.2.2 承载部件形式对比选择及依据
3.3 驱动系统部件
3.3.1 驱动系统部件设计原则
3.3.2 驱动轴传动部件选择及依据
3.3.3 驱动轴导向部件选择对比及依据
3.3.4 驱动轴导轨润滑形式选择
3.4 手爪部件
3.4.1 手爪部件设计要求
3.4.2 手爪部件选择对比及依据
3.5 本体部件
3.5.1 本体部件设计原则
3.5.2 手爪本体部件翻转形式对比选择
3.6 工件存储部件
3.6.1 工件存储部件设计原则
3.6.2 工件存储部件形式选择对比及依据
3.7 单机桁架上下料系统布局
3.8 本章小结
4 数控车床桁架机器人系统有限元分析
4.1 有限元分析法介绍
4.2 桁架静力学分析
4.2.1 桁架几何模型
4.2.2 桁架工况及载荷分析
4.2.3 桁架有限元分析
4.2.4 桁架静力学分析求解
4.3 模态分析
4.3.1 模态分析基础
4.3.2 桁架模态分析求解
4.4 本章小结
5 桁架机器人系统有限元仿真的试验验证
5.1 试验目的
5.2 试验方法
5.2.1 桁架横梁变形试验方法
5.2.2 桁架重复定位精度试验方法
5.2.3 机器人手爪翻转重复精度试验方法
5.3 试验测定结果分析
5.3.1 桁架横梁变形试验结果
5.3.2 桁架重复定位精度试验结果
5.3.3 机器人手爪翻转重复精度试验结果
5.4 试验结果分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS WorkBench的欠驱动手爪静动态性能分析[J]. 吴必蛟,刁燕,罗华,吴晨柯. 机电技术. 2019(03)
[2]基于视觉抓取的并联桁架机器人最优路径控制[J]. 杨继东,孙兆琦,王飞龙. 计算机应用. 2019(03)
[3]基于ANSYS的桁架结构有限元分析[J]. 邵浩. 四川建材. 2018(09)
[4]大型桁架式钢板自动分拣机器人设计研究[J]. 吴双峰,庄圆,李周,姬海翔,纪翀. 制造业自动化. 2016(08)
[5]有限元技术在机械设计中的应用分析[J]. 王蔚. 科技创新与应用. 2016(07)
[6]复杂零件结构设计的概念单元方法[J]. 王德伦,申会鹏,孙元,董惠敏,马雅丽. 机械工程学报. 2016(07)
[7]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[8]基于非概率方法的医用机器人结构可靠性分析[J]. 赵胜丽,姜杉,高学生. 机械强度. 2015(02)
[9]汽车冲压线上下料机器人选型原则与方法[J]. 侯雨雷,王嫦美,杜建革,李建,喻宝林,周玉林. 制造技术与机床. 2014(11)
[10]ANSYS软件在机械结构分析中的应用[J]. 王亚利. 价值工程. 2014(03)
硕士论文
[1]技术精神视域下的自主创新研究[D]. 崔芸萌.河北师范大学 2017
[2]桁架机器人可靠性分析及刚柔耦合动态特性研究[D]. 陈威.合肥工业大学 2017
[3]上下料机械手柔性手腕的运动分析及优化设计[D]. 曹海燕.江南大学 2012
[4]拉伸机专用上下料机械手的设计与控制系统研究[D]. 赵锦荣.苏州大学 2012
[5]管道清灰机器人操作臂运动学及可靠性分析[D]. 王翀.兰州理工大学 2008
[6]设计方法学在直角坐标机械手设计中的应用[D]. 卢稳厚.合肥工业大学 2008
本文编号：3317925
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