本文關鍵詞：長直焊縫銑削機器人設計與研究

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【摘要】：鋁合金車體主要采用焊接技術制造而成,焊接工作完成后需要對車體的焊縫進行平整化處理。目前鋁合金車體焊縫主要是通過人工打磨進行處理的,加工效率低,對工人技術水平要求高,工人勞動強度大。本文針對鋁合金車體焊縫的平整化處理設計了一種長直焊縫銑削機器人并對機器人進行了相關研究,該機器人以銑削的加工方式對焊縫進行平整化處理。對機器人的工作任務進行分析,設計了機器人機械本體的方案,根據(jù)所設計的方案對機械本體進行結構設計。利用CATIA創(chuàng)建機械本體零部件的三維實體模型,通過CATIA的裝配模塊對機械本體進行虛擬裝配并進行了干涉檢驗。利用ANSYS對滾子支架部件等關鍵零部件進行靜力學分析,并對焊接機架進行了模態(tài)分析。介紹了機器人的工作原理,機器人的運動是由采用差速轉向的移動小車提供的,對機器人的移動小車和銑削工具系統(tǒng)的運動及運動特性進行分析,分析了移動小車在機器人工作過程中的位姿并分析了移動小車的運動條件。根據(jù)銑削工具系統(tǒng)的運動特性及移動小車的運動條件,確定了移動小車的運動控制方案及運動控制流程,并確定了移動小車的運動參數(shù)。分析了機器人控制系統(tǒng)的功能要求,對控制系統(tǒng)的方案進行了設計,所設計的控制系統(tǒng)以PLC為控制器,以人機界面為上位機。對控制系統(tǒng)的硬件進行設計,對PLC進行硬件組態(tài)并分配了PLC的I/O端口,確定了主要硬件間的接線方案。開發(fā)了人機界面的操作界面,對控制系統(tǒng)的自動控制流程和手動控制方案進行設計,介紹了PLC主要控制功能的實現(xiàn),利用梯形編輯語言(LAD)采用結構化編程方式對PLC程序進行設計并進行了程序仿真,仿真結果表明所設計的PLC程序正確且能實現(xiàn)其預定功能。利用現(xiàn)有設備制作了PLC控制柜,進行了伺服電機速度控制實驗,實現(xiàn)了PLC通過模擬量控制伺服電機的轉速;進行了關鍵程序塊調試實驗,實驗結果表明所設計程序塊正確且能實現(xiàn)預定功能;通過控制兩個伺服電機轉速進行了模擬移動小車手動控制實驗,實驗結果表明手動控制程序設計正確且能實現(xiàn)其預定的控制功能。本文所設計的機器人能夠快速可靠地去除鋁合金車體上長直焊縫的全部余高,完成焊縫的平整化處理;或者去除焊縫的大部分余高,為后續(xù)的焊縫打磨工序提供均勻一致的打磨余量和高質量的待加工表面,減輕了工人的勞動強度,降低了對工人的技術要求。
【關鍵詞】：焊縫銑削 結構設計 差速轉向 PLC控制
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG54;TP242
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題的研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外的研究發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 焊縫后處理技術13-15
• 1.2.2 輪式移動機器人的差速轉向技術15-17
• 1.2.3 PLC控制技術17
• 1.3 本文的研究內容17-20
• 第2章 機器人機械本體設計與分析20-40
• 2.1 機器人工作任務分析20-21
• 2.1.1 加工對象20
• 2.1.2 加工要求20-21
• 2.1.3 加工任務21
• 2.2 機械本體的方案設計21-26
• 2.2.1 機械本體的功能分析21-22
• 2.2.2 機械本體的分解22
• 2.2.3 機械本體執(zhí)行機構選型22-23
• 2.2.4 機械本體的主要技術參數(shù)確定23-25
• 2.2.5 機械本體的總體布局25-26
• 2.3 機械本體的結構設計26-33
• 2.3.1 銑削工具系統(tǒng)的結構設計26-31
• 2.3.2 豎直升降系統(tǒng)的結構設計31
• 2.3.3 移動小車的結構設計31-33
• 2.4 機械本體的虛擬裝配33-34
• 2.5 機械結構分析34-38
• 2.5.1 滾子支架部件的靜力學分析34-35
• 2.5.2 主要零部件的應力分析35-36
• 2.5.3 焊接機架的模態(tài)分析36-38
• 2.6 本章小結38-40
• 第3章 機器人運動控制研究40-54
• 3.1 機器人的工作原理40-41
• 3.2 移動小車的運動分析41-42
• 3.3 銑削工具系統(tǒng)的運動分析42-44
• 3.4 移動小車的工作位姿分析44-47
• 3.4.1 移動小車的理想工作位姿45
• 3.4.2 移動小車的實際工作位姿45-46
• 3.4.3 移動小車的運動條件分析46-47
• 3.5 移動小車運動控制研究47-53
• 3.5.1 移動小車的運動控制方案47-48
• 3.5.2 移動小車的極限位姿確定48-50
• 3.5.3 移動小車的運動控制流程50-52
• 3.5.4 移動小車運動參數(shù)確定52-53
• 3.6 本章小結53-54
• 第4章 機器人控制系統(tǒng)開發(fā)54-72
• 4.1 控制系統(tǒng)方案規(guī)劃54-56
• 4.1.1 控制系統(tǒng)的功能分析54-55
• 4.1.2 控制系統(tǒng)的方案設計55-56
• 4.2 控制系統(tǒng)的硬件設計56-60
• 4.2.1 控制系統(tǒng)的硬件選型56-58
• 4.2.2 PLC硬件組態(tài)58-59
• 4.2.3 PLC的I/O端口分配59
• 4.2.4 硬件接線方案設計59-60
• 4.3 人機界面軟件界面開發(fā)60-62
• 4.3.1 主控界面開發(fā)60-61
• 4.3.2 手動控制界面開發(fā)61-62
• 4.4 手動控制方案及自動控制流程設計62-64
• 4.4.1 移動小車手動控制方案設計62-63
• 4.4.2 自動控制流程設計63-64
• 4.5 PLC主要控制功能的實現(xiàn)64-69
• 4.5.1 主軸的轉速控制64-65
• 4.5.2 驅動輪線速度的控制65-66
• 4.5.3 氣缸工作推力的控制66-67
• 4.5.4 激光測距儀的數(shù)據(jù)采集67-68
• 4.5.5 步進電機位置控制68-69
• 4.6 PLC程序設計與仿真69-71
• 4.6.1 PLC程序設計69-70
• 4.6.2 PLC程序仿真70-71
• 4.7 本章小結71-72
• 第5章 機器人控制系統(tǒng)相關實驗72-84
• 5.1 實驗設備72-73
• 5.2 伺服電機速度控制實驗73-76
• 5.3 關鍵程序塊（FC）的調試實驗76-79
• 5.4 模擬移動小車手動控制實驗79-83
• 5.5 本章小結83-84
• 第6章 總結與展望84-86
• 6.1 全文總結84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻86-92
• 附錄92-109
• 附錄1 機械本體的虛擬裝配92-95
• 附錄2 PLCI/O端口分配95-97
• 附錄3 控制系統(tǒng)硬件接線圖97-98
• 附錄4 人機界面訪問PLC存儲區(qū)的地址分配98-99
• 附錄5 組織塊程序99-104
• 附錄6 用戶功能程序104-105
• 附錄7 手動控制程序105-109
• 作者簡介及科研成果109-110
• 致謝110

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1 克 軍;小小機器人軍團[N];大眾科技報;2003年

2 張勁　戚峰;變電站的“機器人骨干”[N];中國電力報;2009年

3 本報通訊員 張勁　戚峰;電力機器人的“神通”[N];工人日報;2009年

4 吳鴻;微型機器人引領反恐潮流[N];中國商報;2003年

5 盧家興;中科院研制出能應付復雜地形的機器人[N];大眾科技報;2004年

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