铝合金锻造机器人夹持器的设计研发

发布时间：2017-06-16 19:00

  本文关键词：铝合金锻造机器人夹持器的设计研发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,汽车轻量化成为了汽车制造新的发展潮流,采用轻质材料是降低汽车质量的主要途径之一。铝合金以其质量轻、强度高、产量多等特点,成为汽车轻量化的首选材料。由于铝合金锻造的工艺特殊性,在零件的锻造过程中,靠人工很难保证产品的质量,必须使用全自动化的生产线。本文针对某铝合金锻造自动生产线,根据具体工作要求,对机器人的末端夹持器进行了设计研究。本文分析了整个生产线的工作流程,根据机器人所要完成的任务特点,选定了夹持器的机构形式以及驱动方式。在确定夹持器的设计要求后,运用模块化的设计思路对夹持器的具体结构进行了设计,并用Solidworks软件建立了夹持器的三维模型,检验夹持器质量属性是否符合机器人腕部负载要求。用ABAQUS软件对夹持器的关键零部件进行了静力学分析,根据分析结果对零件进行了结构改进。绘制了夹持器的气动控制原理图以及与机器人的接线图。在ROBOGUIDE软件中对生产线进行虚拟仿真,编写机器人运动程序,验证了机器人能否以合适的姿态完成工作并且不与周边设备发生干涉。最后进行了生产线的试生产,检验了夹持器的实际使用效果。本文对夹持器的整个设计使用过程,从机构选定到最后的生产试验进行了详细研究。设计过程中采用了有限元结构分析以及机器人虚拟仿真技术进行辅助,为机器人末端夹持器的设计提供了参考。
【关键词】：铝合金锻造 机器人夹持器 静力学分析 虚拟仿真
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG319;TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 国内外工业机器人发展情况10-13
• 1.1.1 国外工业机器人发展情况10-11
• 1.1.2 国内工业机器人发展情况11-13
• 1.2 铝合金锻造特点及其常用设备13-14
• 1.3 工业机器人在铝合金锻造生产线中的应用14-15
• 1.4 机器人末端夹持器研究现状15-16
• 1.5 本文主要工作16-17
• 第二章 夹持器设计方案的确定17-27
• 2.1 生产线布局17-18
• 2.2 机器人参数18-21
• 2.3 机器人周边设备21-24
• 2.3.1 加热炉21-22
• 2.3.2 辊锻机22-23
• 2.3.3 一号定位台23-24
• 2.4 工件参数24
• 2.5 夹持器主体机构确定24-25
• 2.6 驱动方式的选择25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第三章 夹持器具体结构设计27-36
• 3.1 夹持器设计要求27
• 3.2 模块化设计27-28
• 3.3 手指模块结构设计28-29
• 3.3.1 手指形状的选择28-29
• 3.3.2 手指模块的结构29
• 3.4 支撑杆模块设计29-30
• 3.5 法兰模块30-32
• 3.6 汽缸选型32-33
• 3.6.1 气缸推力的计算32
• 3.6.2 气缸内径确定及选型32-33
• 3.7 机器人腕部负载检查33-35
• 3.8 本章小结35-36
• 第四章 夹持器关键零部件静力学分析36-45
• 4.1 有限元法及ABAQUS简介36-38
• 4.2 夹持器定指静力分析38-42
• 4.3 夹持器动指静力分析42-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 夹持器的气动控制及机器人信号控制45-53
• 5.1 气动控制系统简介45
• 5.2 气动控制回路设计45-46
• 5.3 M710iC/50型机器人控制装置简介46-48
• 5.4 机器人EE接口48-49
• 5.5 夹持器与机器人的连接接线49-50
• 5.6 机器人信号控制宏程序50-52
• 5.7 本章小结52-53
• 第六章 ROBOGUIDE虚拟仿真53-61
• 6.1 ROBOGUIDE软件简介53-54
• 6.2 ROBOGUIDE仿真步骤54-59
• 6.2.1 创建工作空间54-55
• 6.2.2 安装机器人末端夹持器55-56
• 6.2.3 布置机器人周边联动设备56
• 6.2.4 摆放工件56-57
• 6.2.5 添加周边障碍物57
• 6.2.6 机器人试教以及程序编写57-58
• 6.2.7 机器人运动模拟58-59
• 6.3 仿真结果分析59-60
• 6.4 本章小节60-61
• 第七章 夹持器实际安装及生产线试生产61-65
• 7.1 夹持器的实际安装61
• 7.2 导入机器人工作程序61-62
• 7.3 机器人实际运行62-64
• 7.4 本章小结64-65
• 结论与展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杜清松;;变形铝合金锻造特点及相关设备选择[J];科技致富向导;2015年18期

2 郭凯;;浅谈有限元的应用[J];北方经贸;2015年03期

3 穆临平;;装卸料机械手总体设计[J];科技创新与生产力;2013年11期

4 谭民;王硕;;机器人技术研究进展[J];自动化学报;2013年07期

5 张红霞;;国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J];电子世界;2013年12期

6 蔡自兴;郭t，

本文编号：456136