六自由度焊接机器人本体设计制造以及性能分析

摘要

焊接机器人是提高工作效率和焊接质量、改善工人劳动环境的重要工具,是国家“十二五”规划重要的创新发展内容之一。本论文提出采用焊接方法对焊接机器人的本体设计与制造,同时进行了运动学分析和仿真,以及焊接机器人整机的有限元静力分析和模态分析。文章主要包括以下几方面内容:
　　 (1)深入分析焊接机器人的工作特点和要求,在参考现有工业机器人的基础上,对焊接机器人的进行了整体方案设计,设计出焊接机器人本体模型,确定各部件的驱动传动系统。
　　 (2)通过对比单件样机试制的成本与时效分析,提出采用基于焊接方法来加工本体的关键部件,代替制造周期长、成本较高的铸造加工。在此基础上确定了关键部件的设计原则与焊接工艺原则,设计出了基于焊接方法的部件结构。
　　 (3)运用D-H法确定焊接机器人各连杆的参数,并建立运动学模型,运用数值分析法进行了运动学分析并解出运动学方程的正、逆解。
　　 (4)运用Pro/E和ADAMS的接口软件MECHANISM/Pro2005将在Pro/E4.0中建立的实体模型输入到ADAMSR3中,对机器人仿真模型进行运动学分析仿真。
　　 (5)应用有限元分析软件ANSYS10.0对焊接机器人进行静力学特性分析,分析了焊接机器人整机应力分布和形变情况;对焊接机器人模型进行模态分析得出了焊接机器人的动态特性。