噴涂機(jī)器人因其具有大幅提升噴涂質(zhì)量、噴涂效率、可替代人工在惡劣環(huán)境中工作等優(yōu)點(diǎn),在汽車生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用,也受到家具、家電、飛機(jī)等行業(yè)的高度重視。由于其技術(shù)門檻相當(dāng)高,國(guó)內(nèi)目前尚未研制出富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品,因此,開展噴涂機(jī)器人設(shè)計(jì)方法的研究具有重要的理論研究與實(shí)用價(jià)值。論文首先針對(duì)目前國(guó)際上較為先進(jìn)的噴涂機(jī)器人進(jìn)行資料整理和分析,總結(jié)了各大噴涂機(jī)器人生產(chǎn)商產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能要求等,并從中得出噴涂機(jī)器人設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮的因素;分析噴涂機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),并從中選擇一種合適的基本構(gòu)型;根據(jù)噴涂機(jī)器人在實(shí)際使用環(huán)境中的安裝方式和布局方式,對(duì)機(jī)器人的安裝位置進(jìn)行簡(jiǎn)單的優(yōu)化,在此基礎(chǔ)之上,根據(jù)噴涂機(jī)器人噴涂作業(yè)時(shí)的實(shí)際行走區(qū)域,計(jì)算得到機(jī)器人連桿參數(shù)并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)化。此外,對(duì)該噴涂機(jī)器人的工作空間和奇異性進(jìn)行了仿真計(jì)算,得到了其工作空間的形狀和大小,以及在使用中應(yīng)避免的奇異位姿。然后,針對(duì)課題組設(shè)計(jì)出的樣機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)形變分析。對(duì)其工作空間進(jìn)行了區(qū)域劃分,選取其中8個(gè)典型位姿點(diǎn)對(duì)整機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)變形仿真計(jì)算;對(duì)不同位姿下各個(gè)桿件的自身變形和機(jī)器人末端牽連變形進(jìn)行了仿真計(jì)算,得到了... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

噴涂機(jī)器人市場(chǎng)銷售量預(yù)測(cè)

第一章緒論2(5)減少人工成本，增加環(huán)境友好度。一方面，可以減少人力資源的投入，減少人工成本；另一方面，可以使得工作人員遠(yuǎn)離噴涂車間，減少噴涂作業(yè)對(duì)人體自身健康的危害。同時(shí)，現(xiàn)代化的生產(chǎn)車間也可以減少環(huán)境污染。(6)噴涂機(jī)器人具有較大的工作空間和運(yùn)動(dòng)靈活性。能夠較好的適應(yīng)各種尺寸、外形的產(chǎn)品，能夠完成復(fù)雜型面和軌跡的噴涂。靈活可靠，在工作空間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)各種姿態(tài)，來(lái)完成最終的噴涂任務(wù)�；谝陨细鞣N優(yōu)點(diǎn)，噴涂機(jī)器人在生產(chǎn)制造領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，包括工程機(jī)械、電子設(shè)備、儀器儀表、船舶航運(yùn)、家用電器、航空航天、汽車整車及零部件等領(lǐng)域，噴涂機(jī)器人都有深入滲透，并在其中扮演著重要角色。世界上生產(chǎn)噴涂機(jī)器人的廠家主要有瑞士ABB、德國(guó)杜爾(DURR)、日本發(fā)那科(FANUC)、川崎(KAWASAKI)和安川(YASKAWA)等。我國(guó)企業(yè)所使用的噴涂機(jī)器人90%以上是從國(guó)外這些公司進(jìn)口的產(chǎn)品[7]。這些外企實(shí)行了技術(shù)壟斷，以牟取巨額利潤(rùn)。我國(guó)企業(yè)使用這些噴涂機(jī)器人面臨著購(gòu)買價(jià)格貴、使用成本高、維護(hù)成本大等問(wèn)題。由于技術(shù)門檻相當(dāng)高，國(guó)內(nèi)特別是高性能噴涂機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)尚處在起步階段[8]，僅在低端的噴涂機(jī)方面具有優(yōu)勢(shì)。有關(guān)研究指出，噴涂機(jī)器人的市場(chǎng)將在未來(lái)幾年內(nèi)有較大的增長(zhǎng)，如圖1-1和圖1-2所示。某專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，我國(guó)在接下來(lái)的幾年時(shí)間里噴涂機(jī)器人市場(chǎng)銷售量將快速增長(zhǎng)到4.2萬(wàn)臺(tái)/年。同時(shí)，噴涂機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模也將達(dá)到144.7億元。圖1-1噴涂機(jī)器人市場(chǎng)銷售量預(yù)測(cè)Figure1-1PredictionofMarketsalesofsprayingRobots圖1-2噴涂機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)Figure1-2PredictionofMarketsizeofsprayingRobots

第二章噴涂機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)10噴涂機(jī)器人構(gòu)型選擇自由度數(shù)量工業(yè)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)一般要從最基礎(chǔ)的構(gòu)型開始，根據(jù)具體的任務(wù)要求來(lái)選擇最終的機(jī)構(gòu)組成。通常，工業(yè)機(jī)器人由關(guān)節(jié)和連桿兩部分組成。要確定空間中某點(diǎn)位姿，至少需要6個(gè)自由度。關(guān)節(jié)數(shù)量決定了機(jī)器人的自由度數(shù)，連桿長(zhǎng)度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角范圍決定了機(jī)器人的工作空間范圍。因此，對(duì)于機(jī)器人本體設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)首先確定機(jī)器人的自由度數(shù)。目前，市場(chǎng)上使用最多、最成熟的是6自由度噴涂機(jī)器人。同時(shí)，按照噴涂機(jī)人進(jìn)行汽車噴涂來(lái)講，要完成整車車身的噴涂一般情況下至少需要6個(gè)自由度。原因有以下幾個(gè)方面：1.機(jī)器人可以到達(dá)工作空間內(nèi)任意位置；2.可以確保機(jī)器人末端噴涂設(shè)備達(dá)到要求姿態(tài)；3.避免了冗余自由度的出現(xiàn)，降低了設(shè)計(jì)的難度和生產(chǎn)成本。綜上所述，本款噴涂機(jī)器人設(shè)計(jì)選用6自由度作為設(shè)計(jì)基矗關(guān)節(jié)形式在確定完自由度數(shù)量，即關(guān)節(jié)數(shù)量之后，還需要確定這6個(gè)關(guān)節(jié)的形式。一般在機(jī)器人中使用最多的是移動(dòng)副(P)和轉(zhuǎn)動(dòng)副(R)。而接下來(lái)討論的機(jī)器人位置機(jī)構(gòu)包括3個(gè)自由度，所以，這兩種關(guān)節(jié)形式的組合有：PPP、PPR、PRR、RRR這四種形式。這四種形式各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，以及各自適合應(yīng)用的場(chǎng)合。(a)直角坐標(biāo)型(b)圓柱坐標(biāo)型(c)球坐標(biāo)型(d)關(guān)節(jié)型圖2-2機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式Figure2-2Structuralformofrobot


本文編號(hào)：3094777