施釉机器人结构分析与优化设计

摘要

在我国普遍是用人工来完成施釉这道工序的，而卫生陶瓷坯体拥有复杂的表面外形，人工完成施釉无法确保釉层的厚度达到均匀一致。人工作业环境相当恶劣，生产效率很低，而且坯体表面的施釉面质量很难得到保证。现在在我国陶瓷加工生产现场，很多工人技能一般偏低，再学习能力有限，而机器人施釉需要工人对机器人进行示教，这超出了施釉操作工人原先所拥有的技能。开发一款适合于国内陶瓷生产厂家的施釉机器人甚是急迫，而且能够满足降低成本和便于示教等优点，甚至只是普通技能的工人都有能力对施釉机器人进行示教。　　以最初设计的6自由度施釉机器人为基础，开发一种轻量化的5自由度手把手示教型施釉机器人机构。根据设计的几种适合应用于手把手示教型施釉机器人构型，采用 D-H法分别构建连杆坐标系，对机器人结构进行运动学分析，利用矢量积的方法分别构造不同构型的雅可比矩阵，分析其灵巧度，对比几种机器人构型灵巧度，得到最灵巧的构型并且获得示教时关节最灵活的工作范围。对平衡机构进行了静力分析，得到了平衡机构的最优位置及弹簧的刚度系数，完成对机器人构型及平衡机构的优化。之后通过Creo2.0创建施釉机器人虚拟样机，并把样机导入进ADAMS仿真软件中，通过对其添加约束与驱动后，对机构进行运动学仿真，利用得出的数据曲线图对机器人进行分析。　　施釉机器人不仅能很好的完成施釉工序，同时还具有轻量化、成本低的特点，手把手示教型施釉机器人同时具有两条传动路线，有示教、空挡和工作三种状态，一条传动路线进行示教，一条传动路线进行施釉工作，通过切换装置来完成两条传动路线的转换。

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引言

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 机器人在陶瓷生产中的使用

1.3 施釉机器人在国内外的发展状况

1.4 课题研究的目的及意义

1.5 课题主要研究内容

第2章 施釉机器人运动学分析

2.1 连杆坐标系及运动学方程

2.2 施釉机器人机构构型分析

2.3 构建机器人坐标系

2.4 建立机器人正向运动学分析

2.5 本章小结

第3章 施釉机器人灵巧度分析

3.1 构造雅可比矩阵和速度分析

3.2 机器人灵巧度的分析

3.3 本章小结

第4章 平衡机构优化与机器人模型建立

4.1 平衡机构分析与优化

4.2 优化施釉机器人模型及性能技术参数

4.3 本章小结

第5章 机器人运动学仿真分析

5.1 Creo2.0环境下实体建模

5.2 ADAMS/View环境下建立仿真模型

5.3 ADAMS/View环境下运动学仿真分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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