焊接機器人及運動分析【六自由度機器人結構設計】【三維SW建模】【含7張CAD圖紙】

喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。下載后都有，請放心下載，文件全都包含在內，有疑問咨詢QQ:1064457796 學 院本科畢業(yè)設計(論文) 開 題 報 告題 目 基于運動學方程的弧焊機器人結構設計與仿真 學 院 機械與汽車工程學院 專 業(yè) 材料成型及控制工程 班 級 學 號 104012002 學生姓名 指導教師 開題日期 年 3 月 3 日 一、 選題的背景與意義：1.1 設計對象簡介本次畢業(yè)設計對象為如圖1所示的一個機器人，是一個六軸弧焊機器人，該機器人能夠滿足現階段汽車零部件行業(yè)中，弧焊站機器人臂長不足的需求，在增加了臂長之后，仍然能夠達到轉動慣量要求。圖1 鼠標上蓋的三維示意圖機器人的設計技術參數如下表：關節(jié)數量6動作范圍2000m負載8重復定位精度0.08mm安裝形式底座法蘭安裝功率5KW電源220v自身重量150kg1.2 本課題的目的 通過對本課題的理論研究、設計與實踐，深入學習，熟練掌握工業(yè)機器人的運動學方程，工作原理以及模擬仿真。采用三維建模軟件設計一個負載 8Kg ，工作范圍在2000mm的六軸弧焊機器人,結合三維建模軟件和機器人動力學仿真軟件TECNOMATIX進行機構優(yōu)化與仿真研究。由于本課題涉及到產品的設計和模擬仿真，因此需要的綜合知識很多，從理論到實際生產過程都牽涉到了。通過這些培養(yǎng)自己發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力和創(chuàng)新能力與實踐能力的訓練。1.3 本課題的研究意義目前，FANUC、ABB, KUKA等機器人公司占據著弧焊機器人的主要市場份額，其中，FUNAC的產品應用最為廣泛。ABB, KUKA的均是關節(jié)機器人，價格比較貴，每臺達100萬以上，即便是FANUC的機器人每臺售價也在60萬元人民幣。鑒于弧焊機器人的市場現狀，我們開發(fā)一種適用于汽車零部件弧焊機器人，以期能夠提高國產弧焊機器人的市場競爭力，打破目前的弧焊機器人市場依賴進口的格局。隨著現代制造技術的迅速發(fā)展、計算機技術的應用，六軸工業(yè)機器人這樣一個復雜的機電一體化系統(tǒng)，從模型設計和運動控制到自動化生產的應用是一個復雜的系統(tǒng)工程。對其結構模型的設計流程進行分析研究，簡化并建立系統(tǒng)化的設計流程，可為實現其產品化以及批量化生產建立基礎。分析建立一般的六軸工業(yè)機器人的運動模型，建立有效的軌跡規(guī)劃方法，可以提高工業(yè)機器人性能的利用率和工作效率，對于工業(yè)機器人在工業(yè)生產中的應用具有廣泛的實際意義。二、 本課題的研究現狀與發(fā)展趨勢機器人焊接是機器人技術研究和應用的一個重要領域，在世界上當前服役的工業(yè)機器人中，焊接機器人占了很大比例，日本是世界上擁有機器人最多的國家，其中焊接機器人所占的比例約為35%。自從20世紀60年代第一臺商用機器人問世以來，機器人技術無論在研究還是在應用方面都達到了相當的水平。作為機器人的種類之一的焊接機器人，其發(fā)展已經歷了三個階段:即示教再現型焊接機器人、感覺型焊接機器人和智能型焊接機器人，隨著計算機技術的不斷進步，使焊接機器人由單一的示教再現型向多傳感、智能化方向發(fā)展將成為科研人員的追求目標。目前在世界各主要工業(yè)國，包括焊接機器人在內的工業(yè)機器人的應用己經很普遍。據IFR(International Federation of Robotics)的統(tǒng)計數據，2003年日本工業(yè)機器人裝備數為34.9萬臺，美國11.2萬臺，德國11.3萬臺，韓國4.7萬臺，世界總的裝備數為80.1萬臺。據2002不完全統(tǒng)計，我國現有機器人僅1800余臺，且我國的焊接機器人94%以上是從國外進口的s。對于中國這樣一個13億人口的大國來說，差距是很明顯的。盡管形成這一現實有許多方面的歷史的和現實的原因，但逐步改變這種現狀是我們不容回避的歷史責任。我國的焊接機器人學術研究和應用推廣工作開展大約已有20多年的歷史了，同其他行業(yè)引進先進技術的過程一樣，我國的焊接機器人也走過了一條從引進、消化到自行研制的過程，目前我國在焊接機器人研究和應用方面雖然具有一定的規(guī)模，在某些方面甚至達到了國際先進水平，但仍然存在明顯不足。特別是國產化程度極低，尤其在弧焊機器人方面，目前應用的焊接機器人中大部分是點焊機器人。其次，許多引進的機器人國內還沒有相應的部配件生產，且缺乏足夠的售前、售后服務和技術支持，造成使用成本加大，效率降低。第三，許多國外系統(tǒng)不適合中國企業(yè)的工藝現狀，主要表現在由于焊接前零件的質量較低，而導致機器人的使用效率降低，適用范圍受限，焊接機器人不能滿足生產要求，以至造成大量昂貴的設備處于半閑置的不利狀態(tài)。三、研究的基本內容與擬解決的主要問題：1) 了解課題背景，查閱資料，掌握機器人運動的原理和特點，并學習機器人運動學計算方法、機器人結構設計方法等基本知識； 2) 制定課題的技術路線和主要內容；完成本課題的開題報告； 3) 初步設計弧焊機器人結構，進行分析和改善，研究模具制造的工藝路線、分析工藝的合理性，從而改善結構，完成總體設計； 4) 完成弧焊機器人零部件的三維CAD； 5) 完成機器人的總體設計和各零件的設計； 6) 對機器人的各零件的進行強度校核，對機器人運動進行模擬仿真； 7) 撰寫畢業(yè)設計論文，整理圖紙等。四、研究的方法與技術路線：本次畢業(yè)設計的具體技術路線如下：確定機器人工作范圍和負載各軸電機型號和減速機選擇仿真模擬和結構優(yōu)化連接軸設計和強度校核機器人各節(jié)手臂設計和法蘭設計機器人運動學算法圖2 研究技術路線五、研究的總體安排與進度：1. 18.01.1218.03.10 明確設計任務，查閱資料，學習注射成型CAE軟件的基本分析流程，確定技術路線，完成開題報告；2. 18.03.1118.03.31 初步設計弧焊機器人結構，進行分析和改善，研究模具制造的工藝路線、分析工藝的合理性，從而改善結構，完成總體設計；3. 18.04.0118.04.20 完成弧焊機器人零部件的三維CAD；4. 18.04.2118.05.04 完成機器人的總體設計和各零件的設計；5. 18.05.0518.05.18 對機器人的各零件的進行強度校核，對機器人運動進行模擬仿真；6. 18.05.1918.05.25 撰寫畢業(yè)設計論文，整理圖紙等；718.05.2518.06.01 整理文檔，準備答辯。六、主要參考文獻： 1陳辛波.日本機器人工業(yè)的現狀及動向.機電一體化，2000(6): 5-102陳善本，林濤.智能化焊接機器人技術.機械工業(yè)出版社，2006(1):4-73焊接機器人概述.中國機械網.2005(3)4林尚揚，陳善本等.焊接機器人機器應用.機械工業(yè)出版社.000(1):4-205王耀南.機器人智能控制工程.科學出版社.33-456霍偉.機器人動力學與控制.高等教育出版社，2005(1)50-707趙錫芳.機器人動力學.上海交通大學出版社，1992(1)8石煒.MOTOMAN-UP6機器人動力學分析.北京科技大學碩士論文，2003.29蔡自興.機器人學.清華大學出版社，2006(8)89-130 10續(xù)彥芳，崔俊杰，蘇鐵雄.虛擬樣機技術及其在ADAMS中的應用.機械管 理開發(fā)，第82期，2005,71-7311沈紅芳.弧焊機器人虛擬樣機研究.華東理工大學碩士論文，2002.612江洪.Solid Works實例解析曲線、曲面、仿真、渲染.機械工業(yè)出版社.2005(1):210-247指導教師審核意見：年 月 日