文档介绍：工
业
机
器
人
作
业
姓名:506454829QQ工作间
学号:
专业:机械制造及其自动化
关于 Pro /E的工业机器人机构设计和运动仿真
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来, 机器人技术及其产品发展很快, 已成为柔性制造系统( FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统( CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人, 不仅可提高产品的质量与产量, 而且对保障人身安全, 改善劳动环境, 减轻劳动强度, 提高劳动生产率, 节约原材料消耗以及降低生产成本, 都有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样, 工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
随着近代机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的发展,机器人尤其是工业机器人在经过诞生、成长、成熟后,已成为传统制造业不可或缺的核心自动化设备,目前世界上约有近百万台工业机器人正在各种生产现场工作。研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用具有现实意义。典型的工业机器人如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多固定在生产线或加工设备旁边作业, 随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深, 机器人技术始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。本文根据课堂所学的工业机器人运动学内容,结合自身对Pro /E软件的学****参考网上同类资料,对工业机器人进行机构设计与运动仿真。
分析工业机器人的组成:
工业机器人一般由主构架(手臂)、手腕、驱动系统、测量系统、控制器及传感器等组成。
工业机器人的运动由主构架和手腕完成。主构架具有三个自由度,其运动由两种基本运动组成,即沿着坐标轴的直线移动和绕坐标轴的回转运动。不同运动的组合形成各种类型的机器人,工业机器人的基本结构形式有:直角坐标型(a中有三个直线坐标轴);圆柱坐标型(b中有两个直线坐标轴和一个回转轴);球坐标型(c中有一个直线坐标轴和两个回转轴);关节型(d中有三个回转轴关节,e中有三个平面运动关节)。
二、机器人 P ro/E三维建模与装配
机器人机械结构方案设计与分析:机器人手臂是执行机构中的主要运动部件,用来支承腕关节和末端执行器,并使它们能在空间运动。为使机器人手臂能达到工作空间的任意位置和姿态,同时结构简单, 容易控制, 综合考虑后确定该机器人为6自由度, 其中手臂和手腕各3个自由度, 采用动作和轨迹更灵活的关节型机器人, 如图1所示:
Pro/E三维建模:Pro /E 三维实体建模设计系统是美国参数化技术公( PTC ) 的产品。PTC 公司提出的单一数据库、参数化、基于特征和完全关联的概念从根本上改变了机械 CAD/CAE /CAM 传统的概念, 这种全新的设计理念已经成为当今世界机械领域的新的标准。通过对工业机器人任务以及使用条件的分析并参考同类型机器人大体确定机器人各结构尺寸, 然后在 Pro /E 三维实体建模下构建出机器人整体结构的三维模型和各臂膀构件的实体。机器人部分零件三维模型如图2所示:
P ro /E三维装配设计:完成各零件建模后, 在组件模式下进行装配。用Mechanism 模块对组件进行运动仿真, 组件之间要有