葉片是動力設備中的重要零件,其銑削成型后的表面留有明顯的銑削刀痕,目前企業(yè)普遍采用人工拋磨的方式對葉片進行精加工,不僅效率低,而且加工獲得的葉片表面一致性差。根據(jù)某企業(yè)的實際需求,本文開發(fā)了一款六自由度關節(jié)式工業(yè)機器人,用于葉片拋磨加工。主要的研究內容如下:(1)制定了葉片拋磨系統(tǒng)的總體方案,設計了一款六自由度關節(jié)式機器人和三個拋磨加工單元,求解了機器人的工作空間。基于ANSYS對機器人的本體結構和主要零部件進行了靜力學和模態(tài)分析。(2)建立了基于D-H法的機器人運動學模型,求解出了機器人運動學的正、逆解表達式,采用牛頓-歐拉法建立了機器人各關節(jié)的動力學遞推模型,為機器人控制系統(tǒng)算法模塊的開發(fā)提供了理論依據(jù)。(3)基于倍福CX5140控制器設計并搭建了機器人的電氣控制柜�；诒陡winCAT3設計了機器人控制算法、開發(fā)了用戶操作界面,實現(xiàn)了機器人的關節(jié)坐標系和笛卡爾坐標系操作、狀態(tài)監(jiān)控等功能。(4)設計了機器人運動學參數(shù)誤差標定方案。采用UG建立葉片三維數(shù)字化模型,并生成葉片的刀位軌跡,通過后處理將其轉換成機器人笛卡爾坐標系中的加工代碼,最后采用ADAMS仿真分析了機器人加工軌跡,驗...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 葉片拋磨設備國內外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容
2 葉片拋磨系統(tǒng)結構設計
    2.1 葉片加工工藝要求
    2.2 葉片拋磨系統(tǒng)總體方案設計
    2.3 六自由度關節(jié)式機器人開發(fā)
        2.3.1 機器人結構設計
        2.3.2 電機與減速器選型
        2.3.3 機器人工作空間分析
    2.4 葉片拋磨加工單元設計
        2.4.1 砂帶拋磨單元設計
        2.4.2 尼龍輪拋磨單元
        2.4.3 角磨機拋磨單元
    2.5 機器人結構有限元分析
        2.5.1 機器人關鍵部件有限元分析
        2.5.2 機器人整機靜力學分析
        2.5.3 機器人整機模態(tài)分析
    2.6 本章小結
3 機器人運動學與動力學
    3.1 機器人運動學基礎
        3.1.1 機器人位姿描述
        3.1.2 坐標變換
    3.2 機器人運動學分析
        3.2.1 機器人運動學模型
        3.2.2 機器人正向運動學
        3.2.3 機器人逆向運動學
    3.3 機器人動力學分析
    3.4 本章小結
4 基于倍�？刂破鞯臋C器人控制系統(tǒng)開發(fā)
    4.1 控制系統(tǒng)硬件方案設計
        4.1.1 控制系統(tǒng)通訊方式
        4.1.2 控制系統(tǒng)硬件選型
        4.1.3 電氣控制柜的設計與搭建
        4.1.4 伺服電機驅動器參數(shù)設置
    4.2 機器人控制系統(tǒng)軟件開發(fā)
        4.2.1 開發(fā)環(huán)境概述
        4.2.2 控制器與編程PC的通訊
        4.2.3 控制系統(tǒng)的參數(shù)配置
        4.2.4 控制系統(tǒng)軟件開發(fā)
        4.2.5 人機交互界面的開發(fā)
    4.3 本章小結
5 機器人標定與加工程序生成
    5.1 機器人運動學參數(shù)標定方案
        5.1.1 機器人幾何誤差分析
        5.1.2 機器人幾何誤差標定方案
    5.2 基于UG的葉片拋磨NC代碼生成
        5.2.1 葉片造型
        5.2.2 葉片拋磨走刀方式確定
        5.2.3 UG刀路文件生成
        5.2.4 刀路文件后處理
    5.3 基于ADAMS的加工程序驗證
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及專利



本文編號：3805450