打磨机器人壳体驱动车关键技术的研究

论文摘要

近年来,机器人技术已成为高技术领域内具有代表性的战略性技术之一,它使得传统的工业生产面貌发生根本性的变化,对人类社会的发展产生深远的影响。尤其是工业机器人的应用越来越广泛,这也是我国由制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。在固体火箭发动机装备过程中,有一道工序是对固体火箭发动机壳体内部绝热层表面上的脱粘层进行精确打磨,为下一步喷胶工艺做准备。传统的手工打磨不仅打磨效率和质量低下,而且打磨脱落的粉尘对工作人员的健康有很大伤害,因此研制了此打磨机器人。打磨机器人由主车和壳体驱动车两部分组成,而壳体驱动车是用来承载发动机壳体,并且配合主车对其进行打磨的。打磨机器人的设计必须针对多种不同型号发动机壳体,因此需要将壳体驱动车设计成能够适应发动机壳体直径和长度在设计要求的范围内变化的机构。本文结合实际需要和综合设计方法与理论,对该壳体驱动车进行了机构设计研发。由于发动机壳体材料的特殊性及其特殊用途,需要严格保证发动机壳体的安全,本文详细分析了包角、托辊支撑轮直径和发动机壳体转速之间的关系,并且推导出他们之间的关系,如此在满足发动机壳体安全和尽力降低中心轴线高度的前提下,能够选取最优的参数,并且利用Ansys软件对其进行静态力学仿真,又利用了ADAMS软件进行动力学仿真,同时分析了壳体转动的速度对打磨安全的影响。为保证打磨精度,又对壳体驱动车的中心轴线进行了误差分析,并提出了解决方案。实现打磨过程的自动化、智能化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国外工业机器人的发展趋势
• 1.3 中国机器人发展现状及展望
• 1.4 本文研究的基本内容
• 第2章 综合设计法在设计中的应用
• 2.1 综合设计法
• 2.1.1 综合设计法的内涵
• 2.1.2 综合设计法的优点
• 2.2 机械运动系统评价的涵义与评价的准则
• 2.2.1 机构的评价指标
• 2.2.2 系统工程评价方法的基本原则
• 2.2.3 机械运动方案的价值评定
• 2.3 本论文的设计要求
• 2.3.1 绝热层打磨机器人的性能要求
• 2.3.2 打磨机器人的实现目标
• 第3章 壳体驱动车关键机构方案设计评价
• 3.1 发动机壳体的支撑驱动机构方案设计
• 3.2 支撑轮调节机构的方案设计与评价
• 3.2.1 平板调节机构
• 3.2.2 垫板调节机构
• 3.2.3 丝杠调节机构
• 3.2.4 旋转板调节机构
• 3.3 车体定位装置的方案设计与评价
• 3.3.1 系统坐标系的建立
• 3.3.2 螺栓定位机构
• 3.3.3 弹簧定位机构
• 3.3.4 电磁铁定位机构
• 3.4 发动机壳体封头挡板装置
• 第4章 壳体驱动车主要结构参数优化设计
• 4.1 引言
• 4.2 托辊支撑轮尺寸对壳体驱动车的影响
• 4.3 对本机器人进行打滑的探讨
• 4.3.1 打滑现象的原因及危害
• 4.3.2 打滑现象的避免措施
• 4.4 托辊支撑轮与发动机壳体接触表面受力及变形分析
• 4.4.1 对发动机壳体和支撑轮进行静力学分析
• 4.4.2 对发动机壳体和支撑轮进行动力学分析
• 4.5 壳体安全性分析
• 4.5.1 壳体最大转动速度与包角之间的关系
• 4.5.2 推力与包角之间的关系
• 第5章 发动机壳体中心轴线误差分析
• 5.1 机械加工精度的概念
• 5.1.1 加工精度与加工误差
• 5.1.2 加工经济精度
• 5.1.3 原始误差
• 5.1.4 提高加工精度的途径
• 5.2 发动机壳体中心轴线的静态误差分析
• 5.2.1 影响发动机壳体中心轴线误差的因素
• 5.2.2 模型简化
• 5.2.3 零部件的加工及安装精度对打磨中心高度的误差影响
• 5.3 发动机壳体中心轴线的动态误差分析
• 5.3.1 发动机壳体外圆的椭圆度误差对打磨中心高度的影响
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢