面向鞋业点胶五自由度机器人机构设计

摘要

针对我国制鞋涂胶工序中自动化程度低、工作条件恶劣等问题，论文提出了面向鞋业点胶五自由度机器人，以机器人技术完成制鞋行业中自动涂胶工序，提高产品质量和生产效率，减少有毒气体排放，实现绿色生产。
　　论文综述了我国制鞋业现状，提出使用机器人技术实现涂胶作业是制鞋业的发展趋势和迫切要求。设计了一套面向制鞋点胶的五自由度直角坐标型机器人机构，对机构做了分析计算，并用ADAMS进行了仿真优化。
　　针对机器人的设计指标和涂胶工序的工作特点，确定了机器人整体结构，在此基础上使用D-H方法，完成了运动学分析，进而分析了机器人末端执行器与机器人5个关节之间的位移、速度和加速度关系。
　　根据行程、精度及作业速度的要求，选择了合适的驱动方式，设计了机器人三个直线运动关节和两个转动关节的具体结构；针对3种涂胶方法，设计了3类点胶执行器；针对被加工的鞋式样多、尺寸范围大的特点，并考虑提高生产效率，设计了一套可调式卡具及工位转换结构。
　　为了缩短产品开发周期，实现一次性成功设计，依据设计完的机器人结构建立了机器人的虚拟样机，在此基础上进行了机器人运动学仿真和点胶过程仿真，依据仿真结果优化了机器人结构。最后为保证机器人能平稳工作，仿真了机器人正常工作时的关节扭矩需求，验证了电机选择的合理性。
　　最后，在完成样机组装后，测量了机器人的性能参数，并进行了一系列点胶实验。结果表明，本文研制的面向鞋业点胶五自由度机器人满足了机器人设计指标，并能很好的完成自动点胶工作。

目录

面向鞋业点胶五自由度机器人机构设计

MACHINE DESIGN OF5-DOF DISPENSING ROBOT FORSHOE-MARKING INDUSTRY

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及选题意义

1.2 课题来源及研究目的和意义

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 面向鞋业点胶五自由度机器人设计指标

1.5 本文主要研究内容

第2章 面向鞋业点胶五自由度机器人总体结构分析

2.1 引言

2.2 机器人总体结构

2.3 面向鞋业点胶五自由度机器人运动学分析

2.4 面向鞋业点胶五自由度机器人位移分析

2.5 面向鞋业点胶五自由度机器人速度分析

2.6 面向鞋业点胶五自由度机器人加速度分析

2.7 本章小结

第3章 面向鞋业点胶五自由度机器人机构设计

3.1 引言

3.2 传动方案确定及各个关节结构设计

3.3 其他模块设计

3.4 本章小结

第4章 基于ADAMS 的机器人仿真及机构优化

4.1 引言

4.2 面向鞋业点胶五自由度机器人仿真模型的建立

4.3 机器人运动性能仿真

4.4 机器人点胶过程仿真

4.5 机器人机构优化

4.6 机器人关节扭矩需求仿真

4.7 本章小结

第5章 面向鞋业点胶五自由度机器人实验分析

5.1 引言

5.2 实验平台

5.3 面向鞋业点胶五自由度机器人性能参数测定

5.4 面向鞋业点胶五自由度机器人点胶实验

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢