文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
基于五自由度混联机构的新型高速重载铝锭堆垛机器人结构设
计及优化
姓名:尹艳君
申请学位级别:硕士
专业:机械设计理论
指导教师:杨萍
20100425
摘要针对高产量铝锭堆垛生产线上高速重载堆垛工况,综合考虑机构运动自由度、运动输出特性、运动学与动力学复杂性、,研究设计一种新型五自由度混联机构的高速重载堆垛机器人。该机器人本体结构模块采用由并联平台机构与闭环连杆运动链臂机构串联而成的运动系统方案。分析机器人机构构成原理及类型,并对自由度数进行求解:建立新型高速重载机器人臂机构坐标系、运动学方程及速度矩阵方程;基于疎动态显示功能和迭代算法,分别采用几何法和解析法对位置进行了正反解,得出机构输入与输出关系,并利用求解结果,分析杆长、虎克铰及球铰的极限摆角等为约束条件下定姿态的工作空间;基于疎软件对新型高速重载堆垛机器人机构进行三维建模、装配、仿真、静动态干涉及奇异位形检验等,验证构型合理性及可实现性;在薪⒓蚧P筒⒍运P徒杏邢拊=构运动学性能分析分析,确定机构受力情况及承载能力,为进一步建立机构优化研究表明:机器人机构自由度及工作空间满足铝锭堆垛工况;其在变形及应力变化在允许范围内,承载力大幅提升,满足铝锭堆垛高速重载的堆垛要求,可关键词:堆垛机器人;高速;重载;混联机构模型提供了依据。作为即插即用模块用于搭建不同类型的加工制造装备。硕士学位论文
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弼日期:力汤年碌尹格君尹拖君日期:砷年岁月日日期:力舴多月日兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。导师签名:硕宦畚
豳卜删卜髓卜圈卜翟薹卜幢争洄—。以沈阳汇丰机械厂生产的半自动铝锭堆垛效率低,最高产量仅为/薹愦笈可枰,。以兰州理工大学机电工程学院研制的全自动堆垛机及改进的全自动堆垛机为代表的国产的痟及痟铝锭堆垛机效率较高,自动化程度较高,操作方便,能够很好的满足当前铝锭连铸生产线的要求。电解铝厂的生产流程见图所示。混合好的铝液℃鹊亟街铝锭模中,自然冷却℃凝固成型,脱模后被放在冷却运输机的水槽中进行强制冷却至℃后从水槽中出来自然干燥,然后进入堆垛机堆垛,最后捆扎后由叉车运入仓库。铝锭连续铸造机组电解铝生产装备,包括铸造机、堆垛机、冷运机、成品运输机等部分,其中铝锭堆垛机是有色工业电解铝生产中的主要关键设备,是专门用于生产重熔铝锭的自动化生产线,它一次完成铝锭铸造、冷却、堆垛、捆扎打包和成品运输等生产工序,是集机、电、光、液、气于一体的自动化成套冶金装备。堆垛机的性能直接影响整机的生产效率【¨.我国电解铝厂目前所采用的铝锭堆垛机有两类,一类为国产的/胱远锭堆垛机和痟及痟全自动铝锭堆垛机;、吸收、提升和再创新,并且对国外先进铝锭连铸技术尤其是堆垛机的技术的发展跟踪不够长期滞留在。虽成本较低,但效率低,可靠性差,理论最高产量/庑┬⌒桶肓旎橐言谧罱改晔奔淠诒为例,虽然成本低,但堆垛工序长,可靠性差,必须有人工辅助才能完成堆垛,图缃饴辽鞒炭蛲硕宦畚
新型堆垛机器人研究现状机,其生产流程如图所示:ɑ旌虾玫穆烈℃鹊亟街铝锭模中,自然冷却℃凝固成型,脱模后被放在冷却运输机的水槽中,通过强制冷却至℃,然后从水槽中出来进行自然干燥。淙丛耸浠谟透椎淖用下将冷却嬉韵碌穆炼Ъ湫T酥廖膊抗斓郎稀牵引装置在气缸的作用拉入翻转机,牵引装置下降前进等待下一次工作。;诩薪羝缀头铝锭层椋溆块腥。荻讯庖G螅腥∏跋妊菇裘坎懵炼В夹取后奇数层在堆垛前旋转偶数层则不转俳炼Х旁诙馍希缓蟾次弧成品