动力锂电池组装配生产线作业机器人的设计与实现

摘要

电动汽车作为新能源汽车正受到世界各国越来越多的关注,而动力电池作为电动汽车的核心部件,更是具有广阔的市场前景。本课题是根据深圳市某公司的实际生产需求,为动力锂电池组装配生产线的十个作业机器人工位设计研发三种作业机器人,从而能够实现其自主研发的动力锂电池组的自动化装配。
　　本文首先对国内外工业机器人的研究现状进行了介绍,然后针对动力锂电池组装配生产线的用户需求,提出了层组装配机器人、端盖装配机器人、转运机器人的总体设计方案,接着进一步阐述作业机器人各运动部件的结构设计、转运机器人关键零部件的有限元分析以及作业机器人的安装与调试。详细研究内容如下:
　　1.首先根据各工件的技术参数、装配生产线的总体布局以及作业机器人工位的功能需求,确定了三种作业机器人的总体设计方案;
　　2.其次阐述了两种装配机器人的机械臂、机械手爪以及转运机器人X轴直线移动机构、Y-Z轴直线移动机构、转运机械手爪的设计细节,并对相关零部件的选型或设计进行详细的计算与校核;
　　3.然后通过ANSYS Workbench有限元分析软件对转运机器人的关键零部件进行有限元分析,保证其结构具有足够的刚度和强度;
　　4.最后对三种作业机器人的各零部件进行安装与调试,并对其中出现的问题进行分析与解决,为作业机器人系统的软件调试提供了保证。
　　目前,三种作业机器人的安装、系统的硬件调试和每个工位的现场控制调试工作已经完成,十个工位的作业机器人都能完成既定的动作。同时,整个作业机器人系统的联合调试工作正在进行中。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 工业机器人发展状况及分类

1.3 本文研究的主要内容

第二章 作业机器人的总体方案设计

2.1 作业机器人的设计分析

2.2 工件的技术参数

2.3 动力锂电池组装配生产线概述

2.4 作业机器人的技术指标

2.5 作业机器人布置方式及运动实现

2.6 作业机器人设计方案的确定

2.7 本章小结

第三章 装配机器人的结构设计

3.1 层组装配机器人的设计

3.2 端盖装配机器人的设计

3.3 本章小结

第四章 转运机器人的结构与传动设计

4.1 X轴直线移动机构的设计

4.2 Y-Z轴直线移动机构的设计

4.3 转运机械手爪的设计

4.4 联轴器的选择

4.5 关键传动部件的计算与校核

4.6 本章小结

第五章 转运机器人关键零部件的有限元分析

5.1 有限元分析软件ANSYS Workbench简介

5.2 X、Y轴横梁的静力分析

5.3 X轴同步杆的静力分析

5.4 本章小结

第六章 作业机器人的安装与调试

6.1 层组、端盖装配机器人调试

6.2 转运机器人调试

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献