本文關(guān)鍵詞：焊接機(jī)器人若干優(yōu)化技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 機(jī)器人 MATLAB 優(yōu)化設(shè)計(jì) 智能算法

【摘要】：焊接機(jī)器人應(yīng)用于汽車及其零部件制造、工程機(jī)械等焊接的作業(yè)中。隨著焊接機(jī)器人的不斷創(chuàng)新其應(yīng)用也越來越廣泛。焊接機(jī)器人為焊接生產(chǎn)的自動化、智能化提供了可能性。同時對焊接機(jī)器人的要求與需求也越來越高,機(jī)器人不僅需要輕量化設(shè)計(jì),更需要一些智能算法對其進(jìn)行優(yōu)化。焊接機(jī)器人由機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)和焊接設(shè)備兩部分組成。本文主要針對焊接機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究。機(jī)器人平衡方式一般有附加配重、彈簧、氣缸和機(jī)械阻尼等。彈簧平衡缸機(jī)構(gòu)簡單,平衡效果好,而且對機(jī)器人的運(yùn)動還有一定的緩沖作用。為了解決焊接機(jī)器人不平衡力矩的波動性,針對機(jī)器人彈簧平衡缸的參數(shù)變化對工業(yè)機(jī)器人的不平衡力矩的影響,對其參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)與測試,基于多目標(biāo)優(yōu)化算法對平衡缸進(jìn)行優(yōu)化研究。并通過165kg焊接機(jī)器人優(yōu)化平臺,檢驗(yàn)其優(yōu)化結(jié)果的合理性,得出對焊接機(jī)器人平衡缸系統(tǒng)優(yōu)化的新思想。運(yùn)用多目標(biāo)優(yōu)化算法,不僅使機(jī)器人最大力矩減小,而且其力矩波動性減小,對機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和靜態(tài)特性有了提高。小臂是焊接機(jī)器人的重要組成部件,小臂性能的提高對末端操作器的空間位置有很大的決定作用�；诤附訖C(jī)器人靜力特性,設(shè)計(jì)出其小臂基本參數(shù),對小臂進(jìn)行相應(yīng)的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化。粒子群算法設(shè)置參數(shù)少,容易實(shí)現(xiàn),而且收斂速度快。對機(jī)器人小臂進(jìn)行靜力學(xué)分析,檢驗(yàn)優(yōu)化后的小臂在優(yōu)化后的的效果,同時驗(yàn)證了粒子群算法對小臂優(yōu)化的適用性。大臂連接著底座和小臂,在機(jī)器人整體中起著很重要的支撐作用。為了保證大臂的運(yùn)動穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立大臂需要優(yōu)化的參數(shù),針對大臂負(fù)載較大和其結(jié)構(gòu)負(fù)載的問題,通過多目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化程序的多目標(biāo)優(yōu)化方法對大臂優(yōu)化。ANSYS Workbench易用性良好,無需費(fèi)時編寫程序,就能方便地設(shè)定優(yōu)化參數(shù),進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)很實(shí)用。ANSYS Workbench可以把建模分析和優(yōu)化無縫對接,減少了建模軟件和優(yōu)化軟件的交互時間,研發(fā)周期減少。通過實(shí)際測試分析,得出多目標(biāo)優(yōu)化對大臂優(yōu)化的實(shí)用性。在對焊接機(jī)器人整體進(jìn)行靜力學(xué)和動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用機(jī)器人工具箱仿真出焊接機(jī)器人三模模型,通過模型界面,直觀地觀看焊接機(jī)器人在各個位置運(yùn)動狀態(tài)。在焊接機(jī)器人軌跡規(guī)劃中,對軌跡規(guī)劃進(jìn)行仿真,得出各個關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角位移、角速度等數(shù)據(jù)。通過仿真結(jié)果比較焊接機(jī)器人在平衡缸、大臂和小臂的優(yōu)化后,其每個關(guān)節(jié)角運(yùn)動特性的變化,從而驗(yàn)證其優(yōu)化效果對焊接機(jī)器人的整體性能的影響效果。得出對焊接機(jī)器人平衡缸、大臂和小臂的優(yōu)化會對整個焊接機(jī)器人的性能有所提高。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)器人 MATLAB 優(yōu)化設(shè)計(jì) 智能算法
【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】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題研究的目的和意義13-14
• 1.1.1 課題研究目的13
• 1.1.2 課題研究意義13-14
• 1.2 焊接機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 焊接機(jī)器人的發(fā)展情況14-15
• 1.2.2 焊接機(jī)器人的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.1 課題來源16
• 1.3.2 課題研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-19
• 第2章 基于多目標(biāo)函數(shù)的焊接機(jī)器人平衡系統(tǒng)優(yōu)化19-33
• 2.1 前言19
• 2.2 平衡缸數(shù)學(xué)模型的建立19-21
• 2.3 工業(yè)機(jī)器人平衡缸優(yōu)化模型建立21-27
• 2.3.1 設(shè)計(jì)變量的確定21
• 2.3.2 目標(biāo)函數(shù)的建立21-22
• 2.3.3 平衡缸參數(shù)約束條件22-26
• 2.3.4 工業(yè)機(jī)器人平衡缸優(yōu)化模型26-27
• 2.4 優(yōu)化方法及程序設(shè)計(jì)27-30
• 2.4.1 基于多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化方法及程序設(shè)計(jì)27-29
• 2.4.2 優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)與驗(yàn)證29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-33
• 第3章 基于粒子群算法的焊接機(jī)器人小臂優(yōu)化33-51
• 3.1 前言33
• 3.2 焊接機(jī)器人小臂設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.1 機(jī)器人小臂設(shè)計(jì)要求33
• 3.2.2 小臂材料設(shè)計(jì)與選擇33-34
• 3.3 機(jī)器人小臂建模34-38
• 3.4 焊接機(jī)器人小臂靜力學(xué)分析38-41
• 3.4.1 小臂抗彎強(qiáng)度條件計(jì)算與分析38-39
• 3.4.2 小臂抗剪強(qiáng)度計(jì)算與分析39
• 3.4.3 小臂抗扭剛度計(jì)算與分析39-40
• 3.4.4 小臂剛度計(jì)算40-41
• 3.5 焊接機(jī)器人小臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型41-44
• 3.5.1 焊接機(jī)器人輕量化設(shè)計(jì)41-42
• 3.5.2 機(jī)器人小臂穩(wěn)定性設(shè)計(jì)42-43
• 3.5.3 焊接機(jī)器人小臂優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的建立43-44
• 3.6 基于 165kg焊接機(jī)器人小臂優(yōu)化方法及程序設(shè)計(jì)44-48
• 3.7 焊接機(jī)器人小臂有限元分析與驗(yàn)證48-50
• 3.8 本章小結(jié)50-51
• 第4章 基于多目標(biāo)函數(shù)的焊接機(jī)器人大臂優(yōu)化51-66
• 4.1 前言51
• 4.2 大臂有限元分析51-54
• 4.3 機(jī)器人大臂數(shù)學(xué)模型54-55
• 4.4 機(jī)器人大臂優(yōu)化55-62
• 4.4.1 設(shè)計(jì)變量的確定55
• 4.4.2 目標(biāo)函數(shù)55-57
• 4.4.3 大臂參數(shù)的約束條件分析57-61
• 4.4.4 工業(yè)機(jī)器人大臂多目標(biāo)優(yōu)化模型61-62
• 4.5 工業(yè)機(jī)器人大臂優(yōu)化算法設(shè)計(jì)62-63
• 4.6 工業(yè)機(jī)器人大臂優(yōu)化結(jié)果與驗(yàn)證63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-66
• 第5章 焊接機(jī)器人軌跡規(guī)劃與運(yùn)動學(xué)仿真66-79
• 5.1 前言66
• 5.2 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)三維建模66-67
• 5.3 焊接機(jī)器人正逆運(yùn)動學(xué)模型67-71
• 5.3.1 焊接機(jī)器人運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)67-69
• 5.3.2 焊接機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析69-71
• 5.4 焊接機(jī)器人軌跡規(guī)劃71-73
• 5.4.1 焊接機(jī)器人三維模型建立以及軌跡規(guī)劃的概念71
• 5.4.2 焊接機(jī)器人關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃71-73
• 5.5 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)及軌跡仿真73-77
• 5.5.1 用matlab中的機(jī)器人工具箱對焊接機(jī)器人進(jìn)行建模73-76
• 5.5.2 焊機(jī)器人動力學(xué)仿真與優(yōu)化前后比較76-77
• 5.6 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果86-87
• 致謝87-88

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭勇;;焊接機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用[J];電焊機(jī);2006年03期

2 吳林;張廣軍;高洪明;;焊接機(jī)器人技術(shù)[J];中國表面工程;2006年S1期

3 ;焊接自動線和焊接機(jī)器人[J];機(jī)械制造文摘(焊接分冊);2008年01期

4 王紹杰;;焊接機(jī)器人的發(fā)展及其在汽車工程實(shí)際中的應(yīng)用[J];科技資訊;2008年08期

5 白;;德國研發(fā)出“成長型”焊接機(jī)器人[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2009年03期

6 劉偉斌;李勇;王永剛;朱瑞博;;焊接機(jī)器人工作站優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];金屬加工(熱加工);2012年18期

7 李自軒;田斌;王潤之;;焊接機(jī)器人的盛宴[J];金屬加工(熱加工);2012年14期

8 李麗;龍衛(wèi)權(quán);;首臺焊接機(jī)器人入駐桂林橡機(jī)[J];橡塑技術(shù)與裝備;2013年06期

9 ;桂林橡機(jī)廠首臺焊接機(jī)器人“上崗”[J];金屬加工(熱加工);2013年10期

10 林尚揚(yáng);我國焊接機(jī)器人應(yīng)用調(diào)研[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;1999年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭勇;;焊接機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用[A];中西南十省區(qū)（市）焊接學(xué)會聯(lián)合會第九屆年會論文集[C];2006年

2 張東衛(wèi);王建強(qiáng);高鋒;王建輝;李北群;成二輝;王志強(qiáng);;焊接機(jī)器人在海洋工程行業(yè)的應(yīng)用探索[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集(下)[C];2011年

3 劉升鵬;葉樺;王丹;;工業(yè)焊接機(jī)器人安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第一分冊）[C];2009年

4 蔣力培;薛龍;鄒勇;黃繼強(qiáng);梁亞軍;;智能焊接機(jī)器人研究與應(yīng)用[A];第十五次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

5 戴光平;;摩托車焊接專機(jī)及焊接機(jī)器人技術(shù)經(jīng)濟(jì)芻析[A];重慶汽車摩托車、焊接、涂裝學(xué)術(shù)研討會文集[C];2000年

6 戴光平;;焊接機(jī)器人故障診斷及維修技術(shù)[A];重慶汽車摩托車、焊接、涂裝學(xué)術(shù)研討會文集[C];2000年

7 李慶;孟基海;王蕾;;焊接機(jī)器人在長安汽車股份公司的應(yīng)用及存在問題[A];與時俱進(jìn) 追求卓越——中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會四十周年、中國焊接協(xié)會十五周年紀(jì)念文集[C];2002年

8 侯建偉;武亞鵬;;焊接機(jī)器人出現(xiàn)氣孔的排查方法及解決措施[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

9 馬蓉;李春亮;覃劍;;焊接機(jī)器人在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用與研究[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

10 王治富;李麗芹;馮唯;;焊接機(jī)器人在解放卡車焊裝線的應(yīng)用[A];第三屆十省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會科技論壇暨黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會2007年年會論文（摘要）集[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 彭華;四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司：建成我市首條焊接機(jī)器人生產(chǎn)線[N];雅安日報(bào);2009年

2 杜偉偉;國內(nèi)投入使用首條船舶焊接機(jī)器人生產(chǎn)線[N];中國船舶報(bào);2008年

3 記者 汪永安;科學(xué)島研發(fā)五自由度焊接機(jī)器人[N];安徽日報(bào);2013年

4 廣言;大宇成功研發(fā)LNG船用焊接機(jī)器人[N];中國船舶報(bào);2008年

5 周魯;新研股份啟用焊接機(jī)器人生產(chǎn)線[N];中國縣域經(jīng)濟(jì)報(bào);2013年

6 曹勇邋周錚;“昆山Ⅰ號”正在申報(bào)8項(xiàng)專利[N];新華日報(bào);2007年

7 記者 周魯;擬啟用焊接機(jī)器人生產(chǎn)線 新研股份搶灘玉米收獲機(jī)市場[N];上海證券報(bào);2013年

8 于洋;智能焊接機(jī)器人完成高難項(xiàng)目[N];科技日報(bào);2007年

9 杜偉偉;江蘇科大開展焊接機(jī)器人裝備攻關(guān)[N];中國船舶報(bào);2008年

10 金恭;“鳥巢”工程機(jī)器人顯身手[N];建筑時報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 葉艷輝;小型移動焊接機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];南昌大學(xué);2015年

2 杜宏旺;接管焊接機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 洪波;電弧傳感移動式焊接機(jī)器人的數(shù)學(xué)建模及仿真[D];湘潭大學(xué);2005年

4 毛志偉;旋轉(zhuǎn)電弧傳感移動焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[D];南昌大學(xué);2007年

5 羅雨;海底管道鋪設(shè)焊接機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];北京化工大學(xué);2012年

6 任福深;基于PC+DSP模式的管道插接專用焊接機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

7 李鶴喜;基于視覺反饋的焊接機(jī)器人自主示教關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

8 梁志敏;遙控焊接機(jī)器人任務(wù)空間的三維重建研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龔成;船舶制造爬行式焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 梅寒;焊接機(jī)器人專用MAG逆變焊接電源設(shè)計(jì)及工藝試驗(yàn)[D];北京建筑大學(xué);2015年

3 付曉龍;管—管相貫線焊接機(jī)器人運(yùn)行軌跡及焊接工藝的研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

4 張小光;重載焊接機(jī)器人系統(tǒng)建模與仿真研究[D];沈陽大學(xué);2015年

5 姜家高;應(yīng)用于焊接機(jī)器人的變位機(jī)控制研究[D];沈陽大學(xué);2015年

6 李生保;大直徑對接管焊接機(jī)器人的研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

7 廖繼芳;六自由度焊接機(jī)器人樣機(jī)制作及動態(tài)性能的研究[D];廣西大學(xué);2015年

8 彭園;移動焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[D];南昌大學(xué);2015年

9 江民新;XYZR焊接機(jī)器人小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及特性研究[D];南昌大學(xué);2015年

10 沈迪超;焊接機(jī)器人運(yùn)動路徑優(yōu)化仿真分析[D];長春理工大學(xué);2015年

，

本文編號：869596