本文關(guān)鍵詞：輪轂搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 輪轂搬運(yùn)機(jī)器人 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) SolidWorks建模 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 液壓系統(tǒng) 控制系統(tǒng)

【摘要】：隨著工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展,機(jī)器人越來(lái)越多的應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,本文針對(duì)江蘇某車輪輪轂加工廠的輪轂加工生產(chǎn)線,輪轂毛坯在不同工作臺(tái)間進(jìn)行加工時(shí),目前仍然采用人工進(jìn)行搬運(yùn)的方法,為其研制一種搬運(yùn)機(jī)器人,能夠?qū)崿F(xiàn)輪轂在加工過(guò)程中各工作臺(tái)和傳送帶間轉(zhuǎn)換時(shí)的自動(dòng)搬運(yùn),降低了輪轂的生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文首先針對(duì)輪轂這一搬運(yùn)對(duì)象的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),對(duì)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)部件和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究,設(shè)計(jì)了機(jī)器人各機(jī)構(gòu)及整體的尺寸和造型,并利用SolidWorks對(duì)其進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上,為了驗(yàn)證其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,利用ANSYS Workbench對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的關(guān)鍵受力部位做了有限元分析,得到其位移和應(yīng)力云圖,并做了相應(yīng)的修改和調(diào)整。對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真研究。在確定機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立機(jī)器人的D-H坐標(biāo)系,得到其總變換矩陣,即運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,再通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,得到機(jī)器人各關(guān)節(jié)變量表達(dá)式。并利用仿真軟件MATLAB對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,對(duì)其進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真得到各關(guān)節(jié)的位移—時(shí)間曲線,進(jìn)一步驗(yàn)證了機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行分析研究。為了保證負(fù)載和運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,采用液壓驅(qū)動(dòng)方式,根據(jù)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)其液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),給出了液壓系統(tǒng)原理圖,在此基礎(chǔ)上利用仿真軟件AMESim 對(duì)液壓系統(tǒng)各馬達(dá)及液壓缸的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真,得到相應(yīng)的時(shí)間曲線,驗(yàn)證液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性,并就液壓系統(tǒng)仿真本身做了改進(jìn),從而保證液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和可靠性。最后,針對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人專用控制器維修困難,成本高,編程較難,工人不易掌握等缺點(diǎn)以及工廠現(xiàn)有設(shè)備的條件下,對(duì)基于PLC的機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。采用三菱FX2N系列PLC,根據(jù)控制的需要,設(shè)計(jì)了PLC控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),分析了機(jī)器人在一個(gè)周期內(nèi)的工作流程,并針對(duì)該流程設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的PLC梯形圖程序,設(shè)計(jì)了搬運(yùn)機(jī)器人的控制系統(tǒng),完成對(duì)機(jī)器人的控制。
【關(guān)鍵詞】：輪轂搬運(yùn)機(jī)器人 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) SolidWorks建模 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 液壓系統(tǒng) 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 1 緒論14-20
• 1.1 工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)展概況14-17
• 1.1.1 搬運(yùn)機(jī)器人國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.1.2 搬運(yùn)機(jī)器人國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2 基于PLC的機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容18
• 1.4 課題研究意義18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 2 搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析20-32
• 2.1 引言20-21
• 2.2 整體方案設(shè)計(jì)21-24
• 2.2.1 機(jī)器人坐標(biāo)系21-22
• 2.2.2 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22-23
• 2.2.3 機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-24
• 2.3 機(jī)器人機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)24-28
• 2.3.1 手部設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.3 伸縮及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)26-27
• 2.3.4 升降及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)27
• 2.3.5 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 2.4 有限元分析28-31
• 2.4.1 手指28-30
• 2.4.2 手指架30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析32-46
• 3.1 位姿和坐標(biāo)描述32-34
• 3.1.1 位姿描述32-33
• 3.1.2 坐標(biāo)變換33-34
• 3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)求解與分析34-40
• 3.2.1 D-H坐標(biāo)簡(jiǎn)介34-37
• 3.2.2 機(jī)器人D-H坐標(biāo)系的建立37-38
• 3.2.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解38-40
• 3.3 MATLAB仿真40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-46
• 4 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析46-62
• 4.1 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)46-48
• 4.1.1 機(jī)器人液壓系統(tǒng)的基本組成46-47
• 4.1.2 液壓系統(tǒng)基本回路確定47-48
• 4.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算與選型48-51
• 4.2.1 液壓缸的載荷計(jì)算49
• 4.2.2 液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的驗(yàn)算49-50
• 4.2.3 液壓系統(tǒng)負(fù)載流量計(jì)算50
• 4.2.4 液壓泵和電機(jī)的選型50-51
• 4.3 AMESIM仿真51-60
• 4.3.1 AMESim簡(jiǎn)介51-52
• 4.3.2 液壓系統(tǒng)AMESim建模52-55
• 4.3.3 液壓系統(tǒng)AMESim仿真與分析55-59
• 4.3.4 液壓系統(tǒng)AMESim仿真系統(tǒng)改進(jìn)59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 機(jī)器人PLC控制系統(tǒng)研究62-76
• 5.1 PLC簡(jiǎn)介62-64
• 5.1.1 PLC的工作原理62-63
• 5.1.2 PLC的硬件組成63-64
• 5.1.3 FX系列PLC的編程器件64
• 5.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)64-67
• 5.2.1 機(jī)器人的工作流程64-65
• 5.2.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)65-66
• 5.2.3 PLC的I/O配置66-67
• 5.3 PLC控制程序設(shè)計(jì)67-74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 6 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76
• 6.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 仲冰冰;張龍;孟慶愛(ài);崔龍飛;莊文許;;齒輪抓取機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與仿真[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2014年02期

2 王有斌;劉玉輝;丁燕;;基于AMESim的推車機(jī)液壓系統(tǒng)的建模與仿真[J];煤礦機(jī)械;2014年02期

3 楊勇;孫甫照;;基于PLC的制袋機(jī)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];液壓與氣動(dòng);2014年01期

4 高勇;李園園;張偉民;陳琪;;六自由度裝夾機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];機(jī)床與液壓;2013年22期

5 李雨潭;朱華;高志軍;劉建;;煤礦救援機(jī)器人液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J];液壓與氣動(dòng);2013年08期

6 左帥;李艾民;;基于AMESim的貨物裝卸機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J];液壓與氣動(dòng);2011年06期

7 夏學(xué)文;李峰;郭小剛;張俊彥;;基于Solidworks的機(jī)械手三維建模及其運(yùn)動(dòng)仿真[J];煤礦機(jī)械;2010年10期

8 彭天好;朱劉英;胡佑蘭;;基于AMESim的泵控馬達(dá)變轉(zhuǎn)速系統(tǒng)仿真分析[J];液壓與氣動(dòng);2010年09期

9 謝志江;孫玉;李誠(chéng);倪衛(wèi);;基于ANSYS Workbench的搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械與電子;2010年01期

10 趙偉;殷國(guó)富;陳航;周曉軍;;基于SolidWorks和ANSYS的機(jī)器人手臂性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械;2009年12期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳成;20MN快速薄板成型液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

2 薛正卿;基于現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)機(jī)械手智能控制研究[D];東華大學(xué);2010年

3 張勇;二維平動(dòng)兩自由度并聯(lián)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制研究[D];華南理工大學(xué);2010年

4 陸由斌;卸料機(jī)械手的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

5 張振軍;拆除機(jī)器人液壓系統(tǒng)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年

6 盧坤媛;自主平衡式輸電線路巡檢機(jī)器人機(jī)械本體研究[D];山東科技大學(xué);2009年

7 程永倫;錢江一號(hào)焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究及仿真分析[D];浙江大學(xué);2008年

8 萬(wàn)偉;PLC編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2007年

9 侯國(guó)柱;關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2007年

10 孫秀軍;基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械手軌跡規(guī)劃及運(yùn)動(dòng)仿真研究[D];山東理工大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：953455