文档介绍：山东理工大学
硕士学位论文
基于虚拟现实技术的切削加工机器人模型设计及加工仿真
姓名:高超
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:王效岳
20060410
要摘机器人,针对它们所存在的问题和不足,提出了基于串联机构的新型切削加工设备一一切削加工机器人,并将虚拟现实技术应用到该机器人的运动仿真中。数控机床和工业机器人出现在世纪年代。经过多年的研究开发,国内外取得了很多的研究成果,但依然存在着问题与不足。本文通过分析数控机床和工业在分析现有工业机器人刚性差、精度低的基础上,设计出一种新型的串联切削加工机器人。采用模块化的设计技术,设计了五种基本功能模块,根据加工对象的要求可快速地组合成多种不同的结构型式。并且对各模块主要零部件进行了设计。该切削加工机器人不仅具有机器人一样灵活的柔性,而且具有金属切削机床一样的刚性,特别适合于空间自由曲面的加工与测量等。在表面形成原理和坐标变换的基础上,建立了切削加工机器人的关联加工系统数学模型,给出了切削加工机器人关联矩阵加工方法。根据关联矩阵加工方法,给出了一些常用表面的加工算法。虚拟现实是一门新兴的技术,目前在许多领域都开展了对其的应用研究。本文采用疎及虚拟现实建模语言建立该切削加工机器人的模型,利用的外部程序语言编程,结合中的脚本和路由节点实现端铣刀立铣平面的模拟加工,验证了关联矩阵加工方法的正确性。为切削加工机器人的进一步设计,改进和控制提供了依据。关键词:数控机床,工业机器人,模块化,关联矩阵加工方法,虚拟现实,,仿真山东理工大学硕士学位论文摘要
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南超研究生签名:南≠遥独创性声明关于论文使用授权的说明月/时间:删晟时间:如/C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮诵本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅;学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。导师签名:时间:年月
⒄棺纯先进的技术装备与先进的制造技术在国民经济中起着重要的作用。随着科学技术的迅猛发展,特别是机械技术与微机技术的紧密结合,使现代制造技术和制造系统向着高度的自动化、集成化和智能化的方向发展。由于批量小,改型频繁,零件形状复杂,精度要求高,所以采用专用性很强的自动化机床加工这类零件就显得很不合理,甚至不可能。为了不断地满足市场需要,产品要不断更新,“刚性”自动化生产设备在当今己不能满足要求。于是数控技术和计算机数控技术就应运而生了,随着际醯姆⒄梗鱿至烁髦諧机床。机器人是人类社会实现高效高速柔性自动化生产的纽带。多连杆机构和数控机床的发展和应用为机器人技术打下重要基础。工业机器人和数控机床在运动控制和可编程上是很相似的。尽管复杂一些的数控机床也带有能进行搬运和定位的工业机器人凳,但是工业机器人通常在抓握、操纵、定位对象物时比传统的数控机床更灵巧,在诸多工业生产领域里有更广泛的用途。当把工业机器人的末端执行机构更换为刀具时,在某种程度上这种工业机器人类似数控机床。例如,日本的浅川直纪、竹内芳美等人利用现有的传统工业机器人进行研磨、刮研、磨削、去毛刺等机械加工作业,由于其原理和机构采用了原有的机器人形式,因此把机器人的优点嵝院和缺点招圆睢⒃硕ǘ鹊毫无保留地继承下来【”。切削加工机器人是将机器人技术和机床技术相结合的一种新型加工设备,该设备具有占地面积小、加工灵活性高等优点,在复杂曲面加工中具有很大的应用潜力。国内外学者在该领域做了许多尝试性的工作,并取得了一定的成果。目前该类设备主要是在现有的工业机器人结构的基础上进行简单的二次开发,其应用仍有一定的局限性。第二次世界大战后,美国为了革新飞机制造业中用于仿形机床上的靠模和样件加山东理工大学硕士学位论文
握毫。上述控麓系统郝怒疆接线控露《系统,称为酱逶数控系统,帮使用微处理器为核心的数控系统为标志,即微机数控低澈虲系统。上健纪年耍浼噬涎至隧阬~套艇王审心或车溅孛心瓷主体、舞配年以后,数控机床向羞离速度、戆糖度、小里欧⒄梗叵低炒锏搅艘桓鲴的高峰。进入年代以后,美阑、日本等提出了开放式数控系统,Ⅶ嘧纯①跌按爨嚣苏联强缀麓遥越疹,发溪基本晶释梳