播种机机架焊接机器人柔性工作站研究

摘要

随着农作物种类及种植模式的多样化，播种机形成了多品种小批量的生产模式。但目前播种机焊接生产主要以手工作业为主，焊接质量过多依赖于操作人员的技术水平，焊接生产过程中作业转换频繁，生产效率较低，焊接成本高。焊接机器人工作站作为一种高效的生产方式，已广泛应用于汽车、航天等领域，但尚未见成型的播种机机架焊接机器人工作站。本文针对新疆播种机机架焊接生产现状，结合播种机机架焊接工艺特点，对播种机机架焊接机器人柔性工作站进行研究，规划一套适用于不同常用型号播种机机架的焊接机器人柔性工作站方案。
　　本文以播种机行业的市场需求为背景，以RT公司生产的2 MBJ系列精量播种机机架为研究对象，在深入研究播种机机架结构和焊接工艺的基础上，提出焊接机器人柔性工作站方案规划的总体目标。设计了3种焊接机器人工作站的总体规划方案，采用层次分析法进行方案的评价选优。对选择的最优方案进行详细设计，具体包括焊接机器人工作站布局规划，焊接工作站中夹具方案的设计，机器人、变位机和龙门架式底座等具体参数的确定等。针对焊接路径规划问题，深入分析和研究焊点的空间分布和工艺要求，建立了焊接路径规划的数学模型，利用蚁群算法，通过Matlab软件求解出最短焊接路径。
　　运用DELMIA数字仿真软件对所规划的焊接工作站进行仿真示教，进一步分析焊接过程中的干涉碰撞，得到各型号播种机机架的焊接生产时间，并通过人机操作分析，得到工作站内各型号播种机机架焊接生产节拍为576 s、585 s、592 s、621 s。确定工作站只需配置一名操作人员，且人员最大空闲率为80.9％，工作站作业效率是单人作业效率的5.28倍，作业面积利用率提高82.6%，以此合理分配操作人员的工作任务，最终输出离线程序。
　　通过对播种机机架焊接机器人柔性工作站的仿真分析，本文所规划的方案减小了生产节拍，提高了生产效率和空间利用，且符合低碳高效的经济发展要求。其结果对于农机制造企业的转型升级及其他农机产品的焊接机器人柔性工作站的研究具有较高的参考价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 技术路线

第二章 播种机机架焊接机器人工作站分析

2.1 播种机机架构造

2.2 播种机机架焊接现状

2.3 播种机机架焊接工艺分析

2.4 生产节拍分析

2.5 焊接机器人工作站规划的总体目标

2.6 本章小结

第三章 播种机机架焊接机器人柔性工作站设计

3.1 工作站设计方案选择

3.2 焊接机器人工作站结构分析

3.3 工作站制造资源规划

3.4 操作人员作业时间研究

3.5 播种机机架焊接路径规划

3.6 本章小结

第四章 播种机机架焊接机器人工作站仿真研究

4.1 建模与仿真平台软件背景介绍

4.2 播种机机架焊接建模仿真流程

4.3 播种机机架焊接机器人柔性工作站虚拟搭建

4.4 焊接工作站仿真验证

4.5 仿真结果分析

4.6 设计规划方案评价

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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