發(fā)布時間：2018-01-16 08:28

  本文關(guān)鍵詞：直角坐標搬運機器人設(shè)計與性能分析　出處：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 直角坐標搬運機器人 結(jié)構(gòu)設(shè)計 控制系統(tǒng) 有限元分析 運動學(xué)仿真

【摘要】：伴隨著中國制造2025重要戰(zhàn)略布局以及工業(yè)4.0的高新科技發(fā)展大潮,工業(yè)機器人作為高端智能化裝備的重要組成部分,其發(fā)展和研究的進程再次被提到新的重要位置。機器人技術(shù)是多門類多學(xué)科的重要集合體,機器人的發(fā)展水平從一定程度上反映了一個國家制造業(yè)的發(fā)展狀況。本文主要設(shè)計研究自動化生產(chǎn)線中的搬運工位——直角坐標搬運機器人,在了解其運動工作方式和參數(shù)要求的基礎(chǔ)上,計算選擇機械結(jié)構(gòu),并對控制系統(tǒng)進行硬件設(shè)計和軟件開發(fā),最后運用ANSYS Workbench和ADAMS對設(shè)計和計算的結(jié)果進行驗證分析,為直角坐標搬運機器人應(yīng)用系統(tǒng)的研究提供解決方案。根據(jù)直角坐標搬運機器人的工作要求選擇運動結(jié)構(gòu),并根據(jù)設(shè)計參數(shù)分別對機器人各軸進行運動方式的設(shè)計選擇,并計算選擇合適的驅(qū)動單元伺服電機和減速器。根據(jù)工件的抓取方式以及機器人的運動特點,選擇機器人的末端工作裝置。最后根據(jù)各零部件尺寸建立直角坐標搬運機器人三維模型。分析自動化設(shè)備控制系統(tǒng)的特點,選擇滿足機器人運動特點和工作要求的控制系統(tǒng)組件。設(shè)計控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),并對各結(jié)構(gòu)單元特點進行分析研究。最后對運動控制原理進行研究,得出本文的最佳控制方式為帶有速度前饋的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。根據(jù)機器人所要實現(xiàn)的總體功能,使用程序開發(fā)軟件VB來設(shè)計更為方便簡潔的機器人控制系統(tǒng)的人機交互界面;為實現(xiàn)機器人工作運動要求,對人工交互界面的功能進行完善,結(jié)合運動控制卡的運動函數(shù)庫對機器人的運動控制程序進行編寫設(shè)計。最后對機器人方案進行驗證,對其結(jié)構(gòu)和動態(tài)特性分析以及運動學(xué)仿真可以有效的避免失誤,提高工作效率。首先對機器人進行有限元分析,然后對機器人工作的運動過程進行仿真分析,分析機器人在工作過程中運動狀態(tài)和運動參數(shù)變化以及機器人末端軌跡運行情況,驗證是否滿足設(shè)計要求。
[Abstract]:With the important strategic layout of made in China 2025 and the development of high and new technology in industry 4.0, industrial robot is an important part of high-end intelligent equipment. The process of its development and research is once again mentioned as a new important position. Robot technology is an important collection of many kinds and disciplines. The development level of robot reflects the development of a country's manufacturing industry to a certain extent. This paper mainly designs and studies the mover position-Cartesian coordinate moving robot in the automatic production line. On the basis of understanding its motion working mode and parameter requirements, the mechanical structure is calculated and selected, and the hardware design and software development of the control system are carried out. Finally, the design and calculation results are verified and analyzed by ANSYS Workbench and ADAMS. It provides a solution for the research of the application system of the Cartesian coordinate moving robot and selects the moving structure according to the working requirements of the Cartesian coordinate moving robot. According to the design parameters, the motion modes of each axis of the robot are designed and selected respectively, and the appropriate drive unit servo motor and reducer are calculated and selected, according to the grasping mode of the workpiece and the motion characteristics of the robot. Finally, the 3D model of Cartesian coordinate moving robot is established according to the dimensions of each component, and the characteristics of the control system of automation equipment are analyzed. The hardware structure of the control system is designed, and the characteristics of each structure unit are analyzed and studied. Finally, the principle of motion control is studied. It is concluded that the best control method in this paper is a full closed loop position control system with speed feedforward, according to the overall function of the robot. The man-machine interface of the robot control system is designed by using the program development software VB. In order to meet the requirements of robot movement, the function of manual interface is improved. Combining the motion function library of the motion control card, the robot motion control program is written and designed. Finally, the robot scheme is verified. The structure and dynamic characteristics of the robot and kinematics simulation can effectively avoid errors and improve working efficiency. Firstly, the finite element analysis of the robot is carried out, and then the motion process of the robot is simulated and analyzed. In order to verify whether the robot can meet the design requirements, the changes of the robot's motion state and parameters and the running of the robot's terminal trajectory are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

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本文編號：1432346