本文關(guān)鍵詞：機(jī)器人末端工具快換裝置的設(shè)計(jì)及優(yōu)化　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 機(jī)器人末端工具快換裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 動力學(xué)分析 裝配偏差分析

【摘要】：如今,工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)制造領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。為進(jìn)一步提高工業(yè)機(jī)器人的使用效率,促使其向模塊化、重構(gòu)化方向演進(jìn),在機(jī)器人手臂的末端安裝工具快速更換裝置,機(jī)器人可以根據(jù)指令要求更換末端執(zhí)行工具以實(shí)現(xiàn)多種操作,從而增強(qiáng)機(jī)器人作業(yè)柔性,降低企業(yè)生產(chǎn)成本。當(dāng)前,對機(jī)器人末端工具快換裝置的研究,主要集中于零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、位姿容差的分析以及控制方案的設(shè)計(jì),對動力學(xué)以及裝配偏差分析等方向的研究較少。另外,企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn),機(jī)器人末端工具快換裝置在使用過程中有時(shí)會出現(xiàn)鋼球晃動現(xiàn)象,固定于機(jī)器人手臂上的主盤無法可靠鎖緊并拾起工具盤及末端執(zhí)行工具,也就無法確保機(jī)器人的正常工作。如何保證機(jī)器人能夠穩(wěn)定可靠地拾取或更換不同的末端執(zhí)行工具以完成多種作業(yè)任務(wù),是如今亟需解決的問題。本文依據(jù)機(jī)器人末端工具快換裝置的研究現(xiàn)狀以及市面上現(xiàn)有的快換產(chǎn)品,對使用過程中存在的問題進(jìn)行分析和研究,結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)理論提出一種新的機(jī)器人末端工具快速更換裝置,并對其進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化,論文的主要工作如下:(1)綜述國內(nèi)外機(jī)器人末端工具快換裝置的發(fā)展及研究現(xiàn)狀,調(diào)研并分析快換裝置使用過程中存在的問題;(2)提出一種機(jī)器人末端工具快速更換裝置的改進(jìn)方案,采用碟簧式氣壓切換方式來實(shí)現(xiàn)主盤與工具盤的連接與分離,提高裝置的穩(wěn)定性和可靠性;(3)結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊,對機(jī)器人末端工具快換裝置的零件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算,采用功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件UG9.0對該裝置的實(shí)體結(jié)構(gòu)特征建模;(4)對機(jī)器人末端工具快換裝置進(jìn)行動力學(xué)仿真,對碟簧作用力、運(yùn)動構(gòu)件的位移、速度、加速度等進(jìn)行評估和分析,并將套筒作為柔性件建立剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型,進(jìn)行剛?cè)狁詈蠣顟B(tài)下的動力學(xué)仿真,驗(yàn)證其是否滿足材料強(qiáng)度要求;(5)在滿足強(qiáng)度要求的條件下,對機(jī)器人末端工具快換裝置中的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配偏差分析及優(yōu)化,縮短開發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[Abstract]:Nowadays, industrial robots play a vital role in the field of production and manufacturing. In order to further improve the efficiency of the use of industrial robots, the modularization and reconstruction to the direction of evolution, installation tools rapid replacement device at the end of the robot arm, the robot can be replaced according to the instructions at the end to achieve a variety of operation tools, thereby enhancing the machine operation flexibility, reduce production costs. At present, the research on robot's terminal tool quick change device mainly focuses on the design of part structure, the analysis of posture tolerance, and the design of control scheme. There is little research on the direction of dynamics and assembly deviation analysis. In addition, the enterprise survey found that robot tools quick changing device in the process of using steel balls sometimes sloshing phenomenon, the main plate is fixed on the robot arm to pick up tools and reliable locking plate and end effector tool, will not be able to ensure the normal work of the robot. How to ensure a stable and reliable pickup or replacement of different terminal execution tools to accomplish a variety of job tasks is an urgent problem that needs to be solved. Study on the status quo and existing products quick change quick changing device based on robot tools, studying and analyzing the existing problems in the use process, combined with the mechanical design theory of fast changing device of new robot tools, and the design and optimization of the main work of this paper are as follows: (1) research and development of the fast changing device at home and abroad robot tools, existing research and analysis of the fast changing device used in the process of problem; (2) fast changing device of robot tools improvement scheme is put forward, using disc spring type pressure switch to achieve the main disk and the tool disk is connected with the separation and improve the stability and reliability of the system; (3) according to the mechanical design manual, quick change device of robot tools parts design parameters, using 3D design powerful software The entity structure feature modeling UG9.0 of the device; (4) the robot tools quick changing device for dynamic simulation of disc spring force, motion displacement, velocity and acceleration are evaluated and analyzed, and the flexible sleeve as a rigid flexible coupling dynamic model, the dynamic simulation of rigid flexible coupling condition the verification of whether it satisfies the strength requirement of the material; (5) to meet the strength requirements under the conditions of the robot tool quickly replacing key mechanism in the analysis and optimization of assembly deviation, shorten development cycle, improve the quality of products.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

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