伴隨著科技的進(jìn)步與生產(chǎn)力的發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)正在逐漸的改變傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,轉(zhuǎn)而尋找先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人代替人工實(shí)現(xiàn)制造業(yè)整體的自動(dòng)化。但工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用也面臨很多難題,不同的工業(yè)機(jī)器人需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的特點(diǎn)做出相應(yīng)的改變。本課題針對(duì)坩堝搬運(yùn)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了一種基于伺服控制的坩堝搬運(yùn)機(jī)器人,屬于直角坐標(biāo)機(jī)器人的一種,該類型機(jī)器人具有成本低、精度高且穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),能滿足現(xiàn)場搬運(yùn)的空間環(huán)境要求,很好的替代了人工搬運(yùn),實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場搬運(yùn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化要求。本文研究的主要內(nèi)容如下:首先,針對(duì)車間的生產(chǎn)空間要求和石英坩堝的搬運(yùn)需求,通過分析不同結(jié)構(gòu)形式的搬運(yùn)機(jī)器人,確定了坩堝搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式,對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行了整體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì),并建立了坩堝搬運(yùn)機(jī)器人三維模型。通過Ansys軟件完成了坩堝搬運(yùn)機(jī)器人關(guān)鍵部件的靜力校核以及坩堝搬運(yùn)機(jī)器人在典型工況下的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,確保其結(jié)構(gòu)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。其次,研究了坩堝搬運(yùn)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性。使用有限元分析模塊Simulation仿真平臺(tái)對(duì)空載和滿載狀態(tài)下的系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,并提取系統(tǒng)前六階固有振型以及固有頻率,分析振型出現(xiàn)后對(duì)系統(tǒng)的影響,計(jì)算表明坩堝... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各主要行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求圖

碩士學(xué)位論文2隨著環(huán)保能源不斷被重視和發(fā)展，太陽能作為綠色能源近年來受到世界各國的普遍重視，并且得到了廣泛的開發(fā)和利用。這使得用于太陽能轉(zhuǎn)換的多晶硅的用量急劇增加，從而促進(jìn)了多晶硅生產(chǎn)的快速發(fā)展[11]。圖1-2為石英坩堝及現(xiàn)有生產(chǎn)線，石英陶瓷坩堝是太陽能多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程中用來裝載多晶硅料的容器，熔融石英陶瓷坩堝以其熱穩(wěn)定性好、耐熔體(硅、鋁、銅等)侵蝕性和對(duì)所加工的制品無污染等特性，被廣泛應(yīng)用于多晶硅生產(chǎn)及有色金屬冶煉行業(yè)。相應(yīng)的大尺寸薄壁方形熔融石英陶瓷坩堝的用量也在急劇增大，成為各國長遠(yuǎn)發(fā)展的首選技術(shù),在世界能源結(jié)構(gòu)中的地位日益顯著[12-13]。目前，國內(nèi)外關(guān)于石英坩堝的生產(chǎn)情況存在較大的差異，與國外產(chǎn)品生產(chǎn)情況相比，國內(nèi)坩堝生產(chǎn)主要靠人工和專用機(jī)床操作，普遍存在著工業(yè)自動(dòng)化水平低，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)線落后等問題[14]。對(duì)于熔煉成型后的石英坩堝毛坯件需要搬運(yùn)、切割、沖洗、質(zhì)檢等后續(xù)處理，目前對(duì)石英坩堝的搬運(yùn)是由人工來完成的，工人通過專門的工具搬運(yùn)，耗費(fèi)時(shí)間長，生產(chǎn)效率極低。所以企業(yè)對(duì)于升級(jí)生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平有著迫切需求。圖1-2石英坩堝以及現(xiàn)有生產(chǎn)線Figure1-2Guartzcrucibleandexistingproductionline本課題針對(duì)石英坩堝生產(chǎn)線自動(dòng)化升級(jí)改造，通過設(shè)計(jì)一種搬運(yùn)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)對(duì)石英坩堝的自動(dòng)搬運(yùn)以及坩堝內(nèi)廢料廢水的傾倒功能，實(shí)現(xiàn)利用工業(yè)機(jī)器人提高坩堝生產(chǎn)自動(dòng)化水平，對(duì)提高坩堝生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)競爭力，本課題具有重要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（ResearchStatusandDevelopmentTrendatHomeandAbroad）1.2.1搬運(yùn)機(jī)器人的國外研究現(xiàn)狀國外具有影響力的機(jī)器人公司主要有：日本安川、OTC、松下、FANU川崎及德國的KUKA、CLOOS、瑞?

碩士學(xué)位論文4圖1-3KR1300TITAPA搬運(yùn)機(jī)器人Figure1-3KR1300TITAPAhandlingrobot1.2.2搬運(yùn)機(jī)器人的國內(nèi)研究現(xiàn)狀自二十世紀(jì)八十年代開始，我國自主研發(fā)的搬運(yùn)機(jī)器人主要是直角坐標(biāo)式以及關(guān)節(jié)式，從最初的小載荷發(fā)展到現(xiàn)階段的大載荷搬運(yùn)機(jī)器人[23]。經(jīng)過了三十多年的努力追趕，一些國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)己經(jīng)具有了一定的研究實(shí)力，開發(fā)出了一些具有較高水平的搬運(yùn)機(jī)器人，已廣泛應(yīng)用于鑄造、機(jī)械加工、鍛造、玻璃、汽車等行業(yè)[24-25]。圖1-4為青島華東工程機(jī)械有限公司研發(fā)的國內(nèi)第一臺(tái)液壓式搬運(yùn)機(jī)器人，此搬運(yùn)機(jī)器人具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，載重可達(dá)1000kg，技術(shù)指標(biāo)位居國際先進(jìn)水平，結(jié)束了我國髙精度、大噸位全自動(dòng)鍛造生產(chǎn)線只能依賴進(jìn)口的歷史。此外，依托于中科院沈陽自動(dòng)化所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)著名研究機(jī)構(gòu)作為技術(shù)支撐的沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司，已研制出了6kg-300kg多系列搬運(yùn)機(jī)器人及重載荷的橋架式搬運(yùn)機(jī)器人，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)接近國際先進(jìn)水平，是我國機(jī)器人研究領(lǐng)域的領(lǐng)先者[26]。北京郵電大學(xué)的李金泉以及清華大學(xué)陳息、楊向東和北京理工大學(xué)付鐵等人在日本不二機(jī)器人的基礎(chǔ)上合作開發(fā)了負(fù)載能力可達(dá)50kg的TH50型搬運(yùn)機(jī)器人[27-28]。武漢理工大學(xué)的鄭紹春、孫超、李慧明、周永清等人結(jié)合造船廠型材加工時(shí)只能依靠工人操作龍口吊車完成型材上下料的現(xiàn)狀，研究設(shè)計(jì)了應(yīng)用于型材冷彎機(jī)的型材搬運(yùn)上下料機(jī)器人，搬運(yùn)重量可達(dá)600kg，實(shí)現(xiàn)了型材的自動(dòng)化加工。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略分析[J]. 趙雪.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(36)
[2]工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 樸圣艮.  農(nóng)家參謀. 2019(23)
[3]PLC控制技術(shù)在皮帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用研究[J]. 徐中俊.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(33)
[4]搬運(yùn)機(jī)器人及其關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 李淼,王艷秋.  湖北農(nóng)機(jī)化. 2019(17)
[5]基于PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)研究[J]. 林森.  湖北農(nóng)機(jī)化. 2019(09)
[6]工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 曹泓浩.  科技風(fēng). 2019(05)
[7]我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)[J]. 蘇艷娟,武漫漫.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2019(02)
[8]基于PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)研究[J]. 李曉鹿.  中小企業(yè)管理與科技(上旬刊). 2018(12)
[9]移動(dòng)式四自由度直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[J]. 文懷興,岳瑞芳.  裝備機(jī)械. 2018(03)
[10]淺談我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 吳珍珍,王東霞.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(24)

碩士論文
[1]重載搬運(yùn)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析與位置控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 阮益.山東科技大學(xué) 2018
[2]直角坐標(biāo)型噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 孫科苗.杭州電子科技大學(xué) 2015
[3]新型工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李政.天津大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3526188