打磨机器人主车设计中的若干关键技术研究

论文摘要

机器人是一种典型的机电一体化设备,广泛应用于工业生产、太空和海洋探索、国防技术等领域。在固体火箭发动机壳体制造过程中,壳体内壁粘有脱模剂,需要打磨掉后再进行下一工序。传统的手工打磨不仅打磨效率和质量低下,而且粉尘对工作人员的健康有很大伤害。为了提高生产效率及改善作业环境,研制了打磨机器人,以实现打磨过程的自动化、智能化。本文以打磨机器人开发研究为基础,探讨开发设计自动化机械产品的一般方法。采用功能设计的方法,通过比较选择,误差分析,类比推理等手段得到打磨机器人的动力源,传动方案,以及细节结构的合理性。采用动态设计法,对主车进行了运动学和动力学分析,论述了可靠性设计的一般方法,利用ANSYS对关键部件进行了分析,得到了其变形量,并进行推理,得到打磨头变形量,为机构和功能设计提供理论依据,为智能设计做好准备。根据客户要求,打磨过程要求实现全自动化,分析了打磨机器人的控制原理和控制系统结构,搭建了IPC+Pmac的智能控制系统,合理选择了各辅助设备,并进行了软件编程,很好的得到了机器人的控制系统。实现了打磨机器人主车三维可视化设计,以PrO/E三维造型软件为基础,对打磨机器人进行了三维建模,检验了打磨机器人各部分结构的合理性,实现了运动过程和工作过程的可视化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 国内外工业机器人发展概况
• 1.3 工业机器人的组成
• 1.4 本论文内容安排
• 第2章 打磨机器人主车功能设计
• 2.1 功能设计概述
• 2.2 研究与开发条件
• 2.3 功能分析
• 2.4 功能实现
• 2.4.1 动力源的选取
• 2.4.2 行走机构传动方式的选择与设计
• 2.4.3 打磨臂驱动电机及减速器的选取
• 2.4.4 打磨臂定位中心的实现
• 2.4.5 安全性与方便性设计
• 第3章 打磨机器人主车动态设计
• 3.1 动态设计概述
• 3.2 动力学设计
• 3.2.1 运动学分析与计算
• 3.2.2 动力学分析与计算
• 3.3 可靠性设计
• 3.3.1 可靠性设计概述
• 3.3.2 臂支架ANSYS有限元分析步骤
• 第4章 打磨机器人主车控制系统设计
• 4.1 概述
• 4.2 智能控制系统结构
• 4.3 控制系统设计
• 4.3.1 控制原理
• 4.3.2 硬件设计
• 4.3.3 软件系统
• 第5章 打磨机器人主车三维可视化设计
• 5.1 Pro/E概述
• 5.2 系统建模
• 5.3 装配可视化
• 5.4 运动学可视化
• 5.5 工作过程可视化
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢