上下料用模块化直角坐标机器人研究

摘要

直角坐标机器人因结构简单、便于控制、运动精度高、整机质量轻等因为，在电子行业及机械制造业中得到广泛应用。本文对弧齿锥齿轮机床上下料用直角坐标机器人进行了研究，在初始设计基础上，对机器人各部件进行了模块化处理，并对机体铝型材在各种情况下的受力变形情况进行了有限元分析，为进一步确定合适的结构参数奠定了基础。本文主要研究内容如下：
　　 1、针对机器人的工作环境及工作能力等要求，对上下料机器人首先进行了技术分析，给出了直角坐标机器人的三种布置方案，分析了不同直线单元的优缺点，通过分析比较确定了适合本项目的机构。
　　 2、为了使产品具有经济性好、设计周期短、互换性强、便于维修等优点，在原有设计基础上对机器人各部件进行了模块化设计，包括X轴、Y轴、Z轴以及末端执行器等，对各功能模块进行了模块设计。
　　 3、通过工程分析确定了本设计中的薄弱环节，然后对本设计中不合理的部分加以改进。为了能够满足使用的要求，对X、Y轴的导轨、Z轴的电机和滚珠丝杠等部分进行了校核分析，结果表明设计可靠、可行。
　　 4、应用有限元分析技术对各个直线运动模块的铝型材进行了受力变形分析，计算了最恶劣工况下机体结构的应力应变，对初始设计结果进行了强度及刚度分析，为进一步确定合适的结构参数奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 本课题研究背景

1.1.1 工业机器人发展史

1.1.2 工业机器人应用特点

1.2 直角坐标机器人国内外研究状况

1.3 本课题的来源内容及研究意义

1.3.1 本课题的意义

1.3.2 本课题的意义与目的

第二章 设计要求及方案分析

2.1 项目的概况

2.2 YH603G机床上下料机器人技术要求分析

2.3 直角坐标机器人布置方案比较

2.4 直线运动单元

2.5 机器人布置方案及运动实现方式分析

2.6 方案确定

第三章 模块化设计

3.1 引言

3.1.1 国内研究现状

3.1.2 模块化设计思想及其优势

3.2 模块的概念

3.3 机器人模块划分方法

3.4 模块的设计

3.4.1 X轴模块设计

3.4.2 Y和z轴模块设计

3.4.3 末端执行器设计

第四章 基本运动件校核

4.1 确定校核对象

4.2 Z轴滚珠丝杠校核

4.3 Z轴电机的校核

4.4 X轴导轨的校核

4.5 Y轴导轨的校核

4.6 结论

第五章 直角坐标机器人仿真分析

5.1 ANSYS简介

5.2 直角坐标机器人的仿真分析

5.2.1 X轴型材受力分析

5.2.2 Y轴型材受力分析

5.2.3 Z轴型材受力分析

5.3 结论

第六章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 前景展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢