轮胎安装气动助力机械手的研发
发布时间：2021-02-06 19:18
《中国制造2025》为汽车产业的转型升级-智能制造指明了方向。汽车属于典型的离散型制造,装配型作业工序十分普遍,对汽车的性能、质量等产生重要影响。论文针对汽车行业汽车轮胎安装时普遍存在的人工搬运而导致的工人劳动强度大、生产效率较低等问题,结合当前国内装配作业中物料搬运助力机械手的特点,以及某工厂生产线的实际情况,研究设计了一种新型轮胎助力安装机械手来实现轮胎安装过程中的自动化抓取和搬运,从而减轻工人劳动强度、提高轮胎装配效率和质量。论文主要研究工作如下:首先,对轮胎安装工序进行了详细调研,对操作人员动作程序进行了测评,完成了动作程序路线图;对轮胎搬运空间、搬运路线进行了分析测评,完成了工人劳动强度评估。在此基础上提出了轮胎安装气动安装机械手的总体设计方案。其次,通过对轮胎结构、尺寸以及在安装过程中所处姿态的分析,获得了机械手臂及夹具的功能需求,确定了机械手系统的主要机构组成,运用SolidWorks完成了机械手各个零部件的三维立体建模,然后利用有限元分析ANSYS软件对关键部件进行了有限元分析来验证其结构的合理性。再次,根据机械手操作逻辑顺序和相应互锁保护要求,设计出了合理的气动系统,...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究目的及意义
1.3 国内外相关领域研究现状
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
2 轮胎安装助力机械手总体方案研究
2.1 本章研究内容概述
2.2 轮胎安装助力机械手需求分析
2.2.1 轮胎搬运及安装方式
2.2.2 轮胎搬运、安装工艺流程程序分析
2.2.3 轮胎搬运强度分析
2.3 轮胎安装助力机械手总体方案设计
2.3.1 轮胎安装助力机械手功能要求
2.3.2 轮胎安装助力机械手总体设计方案
2.4 本章小结
3 气动助力机械手系统结构设计及仿真
3.1 本章研究内容概述
3.2 气动助力机械手技术参数及设计概念图
3.2.1 机械手设计技术参数
3.2.2 助力机械手设计概念图
3.3 气动助力机械手系统结构整体设计与运动分析
3.4 气动助力机械手结构仿真方法
3.4.1 ANSYSworkbench的有限元分析简介
3.4.2 SolidWorks模型导入ANSYS的方法
3.4.3 结构静力学有限元分析方法
3.5 夹具结构设计与仿真
3.5.1 夹具机构设计要求
3.5.2 夹具机构设计
3.5.3 夹具结构的建模与仿真分析
3.6 本体结构设计与仿真
3.6.1 本体机构设计要求
3.6.2 本体机构设计
3.6.3 本体结构的建模与仿真分析
3.7 安装机构结构设计与仿真
3.7.1 安装机构设计要求
3.7.2 安装机构设计
3.7.3 安装结构的建模与仿真分析
3.8 本章小结
4 气动助力机械手气动系统设计
4.1 本章研究内容概述
4.2 气动系统控制原理
4.3 气路方案确定
4.3.1 气动系统安全操作保护要求
4.3.2 机械手动作逻辑顺序分析
4.3.3 气动系统总体设计方案
4.3.4 机械手动作逻辑顺序与对应的工作阀
4.3.5 夹紧装置的气动系统
4.3.6 翻转装置的气动系统
4.4 气动元件选型
4.4.1 夹紧气缸
4.4.2 翻转气缸与主驱动气缸
4.4.3 压力控制阀
4.4.4 方向控制阀
4.4.5 速度控制阀
4.4.6 其他元件
4.4.7 主要元件型号汇总
4.5 本章小结
5 产品样机研制及工程IE分析
5.1 本章研究内容概述
5.2 产品样机研制及应用
5.2.1 产品样机研制
5.2.2 产品样机现场作业情况
5.2.3 常见故障原因及排除方法
5.3 机械手动作分析及节拍验证
5.3.1 机械手动作分析
5.3.2 机械手运动节拍验证
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Ansys Workbench的拆装装置机架的优化设计[J]. 张国鹏,杨永发. 林业机械与木工设备. 2018(01)
[2]基于工业机器人的不锈钢抽油烟机自适应打磨系统的开发[J]. 甄久军,席国强,杨战民,王晓勇. 机床与液压. 2017(21)
[3]机器人自动化弧焊生产线[J]. 叶坤. 电焊机. 2017(08)
[4]基于ANSYS Workbench的细纱机机架动态仿真分析[J]. 李京,范真,陈祖英,张伟,徐旭松. 现代纺织技术. 2018(02)
[5]基于ANSYS的一种三自由度并联机构静力学分析[J]. 张军. 现代机械. 2016(05)
[6]助力机械手提升系统及微操作力控制分析[J]. 吴觉士. 现代制造技术与装备. 2016(10)
[7]双控助力机械手控制系统研究[J]. 熊健,唐立军,吴定祥. 机电工程技术. 2016(08)
[8]《液压与气压传动》教学做一体化的教学改革[J]. 王丛丛,张乐美,程巧军,李海霞,周海燕. 现代经济信息. 2016(15)
[9]探索汽车装配工艺规划与技术[J]. 叶福生,张子建. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2016(03)
[10]ANSYS Workbench在结构瞬态动力学分析中的应用[J]. 巨文涛,代卫卫. 内蒙古煤炭经济. 2014(08)
博士论文
[1]周期结构的振动行为与隔振性能研究[D]. 吴志静.哈尔滨工业大学 2015
[2]无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究[D]. 李自成.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于Arena的低速货车生产企业整车装配生产流程的优化[D]. 梁露琴.广西大学 2016
[2]基于精益生产的J公司汽车装配线现场改善研究[D]. 王勇.江西理工大学 2016
[3]气动控制阀流场特性分析研究[D]. 王景祥.内蒙古工业大学 2016
[4]基于智能机器人的自动剥离贴合设备的设计与研究[D]. 程晨.厦门大学 2014
[5]车用气动式废气能量回收系统的探讨[D]. 杨冬.吉林大学 2012
[6]轮胎机械手及自动控制研究[D]. 李惠民.吉林大学 2011
[7]智能助力设备平面运动系统设计与研究[D]. 孙厚涛.哈尔滨工程大学 2010
[8]气缸CJ2B10-50可靠性试验平台建设与其失效机理研究[D]. 刘伟.电子科技大学 2010
[9]Parasolid与STL的3D数据变换研究[D]. 扶建辉.沈阳航空工业学院 2010
[10]助力机械手提升系统及微操作力控制研究[D]. 蒋赞.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3020960
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究目的及意义
1.3 国内外相关领域研究现状
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
2 轮胎安装助力机械手总体方案研究
2.1 本章研究内容概述
2.2 轮胎安装助力机械手需求分析
2.2.1 轮胎搬运及安装方式
2.2.2 轮胎搬运、安装工艺流程程序分析
2.2.3 轮胎搬运强度分析
2.3 轮胎安装助力机械手总体方案设计
2.3.1 轮胎安装助力机械手功能要求
2.3.2 轮胎安装助力机械手总体设计方案
2.4 本章小结
3 气动助力机械手系统结构设计及仿真
3.1 本章研究内容概述
3.2 气动助力机械手技术参数及设计概念图
3.2.1 机械手设计技术参数
3.2.2 助力机械手设计概念图
3.3 气动助力机械手系统结构整体设计与运动分析
3.4 气动助力机械手结构仿真方法
3.4.1 ANSYSworkbench的有限元分析简介
3.4.2 SolidWorks模型导入ANSYS的方法
3.4.3 结构静力学有限元分析方法
3.5 夹具结构设计与仿真
3.5.1 夹具机构设计要求
3.5.2 夹具机构设计
3.5.3 夹具结构的建模与仿真分析
3.6 本体结构设计与仿真
3.6.1 本体机构设计要求
3.6.2 本体机构设计
3.6.3 本体结构的建模与仿真分析
3.7 安装机构结构设计与仿真
3.7.1 安装机构设计要求
3.7.2 安装机构设计
3.7.3 安装结构的建模与仿真分析
3.8 本章小结
4 气动助力机械手气动系统设计
4.1 本章研究内容概述
4.2 气动系统控制原理
4.3 气路方案确定
4.3.1 气动系统安全操作保护要求
4.3.2 机械手动作逻辑顺序分析
4.3.3 气动系统总体设计方案
4.3.4 机械手动作逻辑顺序与对应的工作阀
4.3.5 夹紧装置的气动系统
4.3.6 翻转装置的气动系统
4.4 气动元件选型
4.4.1 夹紧气缸
4.4.2 翻转气缸与主驱动气缸
4.4.3 压力控制阀
4.4.4 方向控制阀
4.4.5 速度控制阀
4.4.6 其他元件
4.4.7 主要元件型号汇总
4.5 本章小结
5 产品样机研制及工程IE分析
5.1 本章研究内容概述
5.2 产品样机研制及应用
5.2.1 产品样机研制
5.2.2 产品样机现场作业情况
5.2.3 常见故障原因及排除方法
5.3 机械手动作分析及节拍验证
5.3.1 机械手动作分析
5.3.2 机械手运动节拍验证
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Ansys Workbench的拆装装置机架的优化设计[J]. 张国鹏,杨永发. 林业机械与木工设备. 2018(01)
[2]基于工业机器人的不锈钢抽油烟机自适应打磨系统的开发[J]. 甄久军,席国强,杨战民,王晓勇. 机床与液压. 2017(21)
[3]机器人自动化弧焊生产线[J]. 叶坤. 电焊机. 2017(08)
[4]基于ANSYS Workbench的细纱机机架动态仿真分析[J]. 李京,范真,陈祖英,张伟,徐旭松. 现代纺织技术. 2018(02)
[5]基于ANSYS的一种三自由度并联机构静力学分析[J]. 张军. 现代机械. 2016(05)
[6]助力机械手提升系统及微操作力控制分析[J]. 吴觉士. 现代制造技术与装备. 2016(10)
[7]双控助力机械手控制系统研究[J]. 熊健,唐立军,吴定祥. 机电工程技术. 2016(08)
[8]《液压与气压传动》教学做一体化的教学改革[J]. 王丛丛,张乐美,程巧军,李海霞,周海燕. 现代经济信息. 2016(15)
[9]探索汽车装配工艺规划与技术[J]. 叶福生,张子建. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2016(03)
[10]ANSYS Workbench在结构瞬态动力学分析中的应用[J]. 巨文涛,代卫卫. 内蒙古煤炭经济. 2014(08)
博士论文
[1]周期结构的振动行为与隔振性能研究[D]. 吴志静.哈尔滨工业大学 2015
[2]无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究[D]. 李自成.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于Arena的低速货车生产企业整车装配生产流程的优化[D]. 梁露琴.广西大学 2016
[2]基于精益生产的J公司汽车装配线现场改善研究[D]. 王勇.江西理工大学 2016
[3]气动控制阀流场特性分析研究[D]. 王景祥.内蒙古工业大学 2016
[4]基于智能机器人的自动剥离贴合设备的设计与研究[D]. 程晨.厦门大学 2014
[5]车用气动式废气能量回收系统的探讨[D]. 杨冬.吉林大学 2012
[6]轮胎机械手及自动控制研究[D]. 李惠民.吉林大学 2011
[7]智能助力设备平面运动系统设计与研究[D]. 孙厚涛.哈尔滨工程大学 2010
[8]气缸CJ2B10-50可靠性试验平台建设与其失效机理研究[D]. 刘伟.电子科技大学 2010
[9]Parasolid与STL的3D数据变换研究[D]. 扶建辉.沈阳航空工业学院 2010
[10]助力机械手提升系统及微操作力控制研究[D]. 蒋赞.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3020960
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