本文選題：移動焊接機器人 + 機構(gòu)分析��； 參考：《沈陽理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：焊接是機械制造中的重要生產(chǎn)工藝。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,越來越多的機器人被用于焊接生產(chǎn)。機器人代替工人進行焊接工作不僅改善了工人的工作環(huán)境,而且可以保證生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。針對船舶、工程機械和機床等大型結(jié)構(gòu)件的焊接機器人設(shè)備卻較少。這類大型結(jié)構(gòu)件的焊縫通常長達數(shù)十米,焊縫直線度及坡口加工質(zhì)量較差�，F(xiàn)有基于大型機器人工作站的生產(chǎn)模式,不僅設(shè)備成本及生產(chǎn)成本高昂,而且設(shè)備適應(yīng)性較差,也逐漸不能滿足國內(nèi)的市場需求。與傳統(tǒng)的大型機器人工作站相比,移動焊接具有設(shè)備成本低,操作靈活和適應(yīng)性強等優(yōu)點。為此,本文面向大型結(jié)構(gòu)件直線焊縫移動焊接設(shè)備,根據(jù)生產(chǎn)需求,對機械臂類型進行綜合。在此基礎(chǔ)上,基于三維軟件,設(shè)計并優(yōu)化機械臂結(jié)構(gòu)。該項研究對移動焊接機器人的原理設(shè)計及工程化應(yīng)用具有現(xiàn)實意義。本文具體包括以下幾個組成部分:首先,本文分析總結(jié)了焊接工業(yè)機器人以及移動焊接機器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,根據(jù)移動焊接機器人的研究現(xiàn)狀,確定本文的研究內(nèi)容。其次,根據(jù)焊接工藝需求分析,以及機構(gòu)自由度分析,提出了三種適合本設(shè)計的機構(gòu)形式,分別對上述三種機構(gòu)進行了運動學(xué)理論分析以及運動學(xué)仿真驗證,根據(jù)分析結(jié)果確定了適合本設(shè)計的機構(gòu)形式。再次,基于工藝需求分析以及仿生學(xué)原理對機構(gòu)進行尺度綜合,確定各連桿尺寸;確定該機器人的驅(qū)動方式,對各關(guān)節(jié)幾種傳動方案進行比較,確定了合理的傳動方式,最終完成了該機械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并在三維軟件中完成了焊接機械臂的虛擬裝配。最后,基于有限元分析方法對本設(shè)計中機械臂的各部件進行了靜力學(xué)分析,分析了各結(jié)構(gòu)部件應(yīng)力和應(yīng)變情況,驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性;結(jié)合虛擬樣機技術(shù),在給定各關(guān)節(jié)速度的情況下,觀察各關(guān)節(jié)在運動過程中受力情況,完成了該機械臂的動力學(xué)分析。
[Abstract]:Welding is an important production process in mechanical manufacturing. With the rapid development of national economy, more and more robots are used in welding production. Robot welding instead of workers not only improves the working environment but also ensures the stability of production quality. The welding robot equipment for large structural parts such as ships, construction machinery and machine tools is less. The welds of this kind of large structures are usually tens of meters long and the welds straightness and groove machining quality are poor. The existing production mode based on large robot workstation is not only expensive in equipment cost and production cost, but also poor in adaptability, and can not meet the domestic market demand gradually. Compared with the traditional robot workstation, mobile welding has the advantages of low cost, flexible operation and strong adaptability. For this reason, this paper synthesizes the type of manipulator according to the production demand for the moving welding equipment of large structural parts. On this basis, the structure of the manipulator is designed and optimized based on three-dimensional software. This research has practical significance for the principle design and engineering application of mobile welding robot. This paper includes the following parts: firstly, this paper analyzes and summarizes the development of welding industry robot and mobile welding robot at home and abroad, according to the research status of mobile welding robot, determines the research content of this paper. Secondly, according to the requirement analysis of welding process and the analysis of the degree of freedom of the mechanism, three kinds of mechanisms suitable for this design are put forward, and the kinematics theory analysis and kinematics simulation of the three mechanisms are carried out respectively. According to the analysis results, the mechanism form suitable for this design is determined. Thirdly, based on the process requirement analysis and bionics principle, the dimensions of each linkage are determined, and the driving mode of the robot is determined. The reasonable transmission mode is determined by comparing several transmission schemes of each joint. Finally, the structure design of the manipulator is finished, and the virtual assembly of the welding manipulator is completed in three-dimensional software. Finally, based on the finite element analysis method, the static analysis of the mechanical arm components in this design is carried out, and the stress and strain of the structural components are analyzed to verify the rationality of the structure design, and the virtual prototyping technology is used to verify the rationality of the structure design. Given the velocity of each joint, the dynamic analysis of the manipulator is completed by observing the force of each joint in the course of motion.
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG43;TP241

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本文編號：2004231