轮胎搬运机器人设计34551.docx
《轮胎搬运机器人设计34551.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《轮胎搬运机器人设计34551.docx(67页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、青 岛 科 技技 大 学本 科 毕 业业 设 计 (论 文)轮胎搬运机器人设计题 目 _指导教师_辅导教师_学生姓名_学生学号_院院(部)_专业_班_年年 _月月 _日日轮胎搬运机器人人设计摘 要在当今大规模制制造业中,企企业为提高生生产效率,保保障产品质量量,工业机器器人作为自动动化生产线上上的重要成员员,逐渐被企企业所认同并并采用。工业业机器人的技技术水平和应应用程度在一一定程度上反反映了一个国国家工业自动动化的水平。目目前,工业机机器人主要承承担着焊接、喷喷涂、搬运以以及堆垛等重重复性并且劳劳动强度极大大的工作。本文研究了国内内外轮胎硫化化机用轮胎搬搬运机器人发发展的现状,通通过学习轮胎
2、胎搬运机械手手的工作原理理,熟悉了搬搬运机器人的的运动机理。在在此基础上,确确定了四自由由度轮胎搬运运搬运机器人人的基本系统统结构,对轮轮胎搬运搬运运机器人的结结构进行了简简单的强度计计算,完成了了轮胎搬运机机器人机械方方面的设计(包包括传动部分分、执行部分分、驱动部分分)和简单的的三维实体造造型工作。设计的搬运机器器人运用于自自动化生产线线,实现自动动化生产,减减轻产业工人人大量的重复复性劳动,同同时又节约了了成本,提高高了工作效率率。本文是对对整个设计工工作较全面的的介绍和总结结。关键词:搬运机机器人;三维维模型;结构构设计;TIRE TRRANSPOORT ROOBOET DESIGGN
3、ABSTRACCTIn the recennt larrge maanufaccturinng inddustryy, thee induustriaal robbot ass an iimporttant mmenberr of aautomaatic pproducction liness is ggraduaally aacceptted annd adoopted by thhe entterpriises ffor thheir ssake oof impprovinng prooductiion effficieency aand ennsurinng prooduct quali
4、ity. TThe teechnollogy llevel and aappiliicatioon of indusstriall roboot refflectss the levell of aa couttry inndustrrial aautomaation in a certaain exxtent. This paaper sstudiees thee deveelopmeent off the tire conveeying robott usedd on ttire vvulcannizingg machhine.Anddthrooughllearniingthhepriic
5、inplleofthettireccarryiingmaanipullator,weggetfaamiliaarwitththeemotiionmeechaniismofftheconveeyingrobotts.Onnthissbasiis,weeconffirmtthebaasicssystemmstruuctureeofffour-ddegreee-of-ffreedoom(4-DDOF)ttirecconveyyingrrobot,brieeftlycalcuulatethesstrenggthoffitsstruccture,andcomplleteiitsmeechaniicald
6、designns(inccludinngtraansmisssion,excuution,anddriviing)aandsiimple3Denntitymodelling.Applyiingthhisdeesigneedconnveyinngrobbottooautoomaticcprodductioonlinnescoouldaachievveauttomateedprooductiionanndredducemmanufaacturiingwoorkersslotssofrrepetiitivework,meannwhileesaveethecostandbbringtheeeffici
7、iency.Thisspapeerisacommpreheensiveeintrroducttionaandcooncluttionoontheeentiiredeesign.KEY WORRDS:Transsport robott;streengthcalcuulatioon,;sturccturedesiggn;目 录前言11 绪论21.1搬运机器器人概述21.2搬运机械械人的应用简简况31.3搬运机器器人的应用意意义41.4机械手的的发展概况与与发展趋势51.4.1机器器手发展概况况51.4.2机械械手的发展趋趋势61.5绘图软件件71.6本论文的的主要工作82 轮轮胎搬运运机器人的总总
8、体设计方案案92.1搬运机器器人要解决的的92.2胎搬运机机器人各方向向传动方式设设计92.2.1自由由度和坐标系系的选择992.2.2 机机器人各方向向传动方式的的设计102.2.2.11水平和竖直直方向直线运运动传动方式式设102.2.2.22 R方向旋转转运动的设计计112.3 本章小小结123 轮胎搬运运机器人的零零部件结构设设计1333.1结构总体体设计133.2零部件设设计1443.2.1底盘盘1443.2.2液压压马达1553.2.3行星星齿轮减速器器1163.2.4回转转支撑装置1773.2.5.回回转传动装置置2203.2.6中央央回转接头2113.2.7机械械臂的组成及及工
9、作原理2223.2.8机械械爪的组成及及工作原理2333.3机械臂强强度计算与校校核264 液压系统294.1液压传动动的工作原理理和组成 2994.2液压系统统的基本动作作分析3314.3液压系统统的基本回路路分析314.3.1限压压回路3114.3.2缓冲冲回路3224.3.3节流流回路3334.3.4闭锁锁回路3445 总结35参考文献366致谢38前言搬运机器人在实实际的工作中中就是一个机机械手,机械械手的发展是是由于它的积积极作用正日日益为人们所所认识。机器人就是用机机器代替人手手,把工件由由某个地方移移向指定的工工作位置,或或按照工作要要求以操纵工工件进行加工工。在现代工业中,生生
10、产过程的机机械化、自动动化已成为突突出的主题。因因此,国内主主要是逐步扩扩大机械手应应用范围,在在应用专用机机械手的同时时,相应地发发展通用机械械手,有条件件的还要研制制示教式机械械手、计算机机控制机械手手和组合式机机械手等。本文中研究的搬搬运机器人也也是一种机械械手,是一种种专门与轮胎胎硫化机相配配合的机械手手。通过研究国内外轮胎硫硫化机用搬运运机器人的发发展现状,通通过学习机械械手的工作原理理,熟悉了搬搬运机器人的运动机机理,继而发现现现有的硫化机机上配置的搬搬运机械手存存在不合理的的地方。在轮轮胎硫化机硫硫化一次轮胎胎的总工作时时间中绝大部部分时间是在在进行硫化这这个流程,而而轮胎搬运机
11、械械手的工作时时间极短,这这就导致了轮轮胎硫化机大大部分的工作作时间中机械械手都是闲置置状态,本文文的主要工作作就是设计一一款轮胎搬运运机械手,将将之从单个的的硫化机中分分离出来,在在一台硫化机机进入硫化流流程是机械手手可以通过驱驱动系统移动动到下台硫化化机的工作位位置,为其放放置轮胎,安安置完成后可可以依次为其其他的硫化机机安置轮胎,这这样就可以达达到充分提高高搬运机械手手的工作效率率,实现一台台机器人为多多台硫化机服服务,还可以以简化硫化机机的结构,进进而达到降低低成本的目的的。因为本设设计中各方向向上轮胎搬运运机器人伸缩缩臂的工作范范围很大,机机械臂有很大大的举升范围围,回转支承承装置采
12、用全全回转式,所所以从机械结结构方面来说说本设计中的的搬运机器人人既是一种专专用机器人,也也可以作为通通用机器人完完成其他的工工作。因为本文偏重轮轮胎搬运机器器人机械结构构方面的设计计,所以在PPLC控制系系统、液压系系统等方面没没有进行很深深入的研究。1 绪论1.1 搬运机机器人概述搬运机器人在实实际的工作中中就是一个机机械手,机械械手的发展是是由于它的积积极作用正日日益为人们所所认识:其一一、它能部分分的代替人工工操作;其二二、它能按照照生产工艺的的要求,遵循循一定的程序序、时间和位位置来完成工工件的传送和和装卸;其三三、它能操作作必要的机具具进行焊接和和装配,从而而大大的改善善了工人的劳
13、劳动条件,显显著的提高了了劳动生产率率,加快实现现工业生产机机械化和自动动化的步伐。因因而,受到很很多国家的重重视,投入大大量的人力物物力来研究和和应用。尤其其是在高温、高高压、粉尘、噪噪音以及带有有放射性和污污染的场合,应应用的更为广广泛。在我国国近几年也有有较快的发展展,并且取得得一定的效果果,受到机械械工业的重视视。机械手的的结构形式开开始比较简单单,专用性较较强。随着工工业技术的发发展,制成了了能够独立的的按程序控制制实现重复操操作,适用范范围比较广的的“程序控制通通用机械手”,简称通用用机械手。由由于通用机械械手能很快的的改变工作程程序,适应性性较强,所以以它在不断变变换生产品种种的
14、中小批量量生产中获得得广泛的引用用。机器人就是用机机器代替人手手,把工件由由某个地方移移向指定的工工作位置,或或按照工作要要求以操纵工工件进行加工工。机器人一一般分为三类类。第一类是是不需要人工工操作的通用用机器人,也也即本文所研研究的对象。它它是一种独立立的、不附属属于某一主机机的装置,可可以根据任务务的需要编制制程序,以完完成各项规定定操作。它是是除具备普通通机械的物理理性能之外,还还具备通用机机械、记忆智智能的三元机机械。第二类类是需要人工工操作的,称称为操作机(Manipulator)。它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月
15、球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机器人,主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上下料和工件传送。这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动。除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。机器人按照结构构形式的不同同又可分为多多种类型,其其中关节型机机器人以其结结构紧凑,所所占空间体积积小,相对工工作空间最大大,甚至能绕绕过基座周围围的一些障碍碍物等这样一一些特点,成成为机器人中中使用最多的的一种结构形形式,世界一一些著名机器器人的本体部部分都采用这这种机构形式式的机器人。要机器人像人一一样拿取东西西,最简单的的基
16、本条件是是要有一套类类似于指、腕腕、臂、关节节等部分组成成的抓取和移移动机构执行机构;像肌肉那样样使手臂运动动的驱动传传动系统;像像大脑那样指指挥手动作的的控制系统。这这些系统的性性能就决定了了机器人的性性能。一般而而言,机器人人通常就是由由执行机构、驱驱动传动系系统和控制系系统这三部分分组成,如图图1-1所示。图1-1机器人人的一般组成成Figure 1-1 ggeneraal commposittion oof thee roboot对于现代智能机机器人而言,还还具有智能系系统,主要是是感觉装置、视视觉装置和语语言识别装置置等。目前研研究主要集中中在赋予机器器人“眼睛”,使它能识识别物体和
17、躲躲避障碍物,以以及机器人的的触觉装置。机机器人的这些些组成部分并并不是各自独独立的,或者者说并不是简简单的叠加在在一起,从而而构成一个机机器人的。要要实现机器人人所期望实现现的功能,机机器人的各部部分之间必然然还存在着相相互关联、相相互影响和相相互制约。它它们之间的相相互关系如图图1-2所示。图1-2机器人人各组成部分分之间的关系系Figure 1-2 tthe roobot bbetweeen thee variious ccomponnents机器人的机械系系统主要由执执行机构和驱驱动传动系系统组成。执执行机构是机机器人赖以完完成工作任务务的实体,通通常由连杆和和关节组成,由由驱动传动动
18、系统提供动动力,按控制制系统的要求求完成工作任任务。1.2搬运机械械人的应用简简况在现代工业中,生生产过程的机机械化、自动动化已成为突突出的主题。在在机械工业中中,加工、装装配等生产是是不连续的。专专用机床是大大批量生产自自动化的有效效办法,程控控机床、数控控机床、加工工中心等自动动化机械是有有效解决多品品种小批量生生产自动化的的重要办法。但除切削加工本本身外,还有有大量的装卸卸、搬运、装装配等作业,有有待于进一步步实现机械化化。据资料介介绍,美国生生产的全部工工业零件中,有有75是小小批量生产;金属加工生生产批量中有有四分之三在在50件以下下,零件真正正在机床上加加工的时间仅仅占零件生产产时
19、间的5。从这里可可看出,装卸卸、搬运等工工序机械化的的迫切性,工工业机械手就就是为实现这这些工序的自自动化而产生生的。机械手手可在空间抓抓放物体,动动作灵活多样样,适用于可可变换生产品品种的中、小小批量自动化化生产,广泛泛应用于柔性性自动线。国内外机械工业业机搬运械手手主要应用于于以下几方面面:1)热加工方面面的应用热加工是高温、危危险的笨重体体力劳动,很很久以来就要要求实现自动动化。为了提提高工作效率率,和确保工工人的人身安安全,尤其对对于大件、少少量、低速和和人力所不能能胜任的作业业就更需要采采用机械手操操作。2)冷加工方面面的应用冷加工方面机械械手主要用于于柴油机配件件以及轴类、盘盘类和
20、箱体类类等零件单机机加工时的上上下料和刀具具安装等。进进而在程序控控制、数字控控制等机床上上应用,成为为设备的一个个组成部分。最最近更在加工工生产线、自自动线上应用用,成为机床床、设备上下下工序联接的的重要于段。3)拆修装方面面拆修装是铁路工工业系统繁重重体力劳动较较多的部门之之一,促进了了机械手的发发展。目前国国内铁路工厂厂、机务段等等部门,已采采用机械手拆拆装三通阀、钩钩舌、分解制制动缸、装卸卸轴箱、组装装轮对、清除除石棉等,减减轻了劳动强强度,提高了了拆修装的效效率。近年还还研制了一种种客车车内喷喷漆通用机械械手,可用以以对客车内部部进行连续喷喷漆,以改善善劳动条件,提提高喷漆的质质量和
21、效率。近些年,随着计计算机技术、电电子技术以及及传感技术等等在机械手中中越来越多的的应用,工业业机械手已经经成为工业生生产中提高劳劳动生产率的的重要因素。1.3搬运机器器人的应用意意义在机械工业中,搬运机器人的应用意义可以概括如下:1)可以提高生生产过程的自自动化程度应用机械手,有有利于提高材材料的传送、工工件的装卸、刀刀具的更换以以及机器的装装配等的自动动化程度,从从而可以提高高劳动生产率率,降低生产产成本,加快快实现工业生生产机械化和和自动化的步步伐。2)可以改善劳劳动条件、避避免人身事故故在高温、高高压、低温、低低压、有灰尘尘、噪声、臭臭味、有放射射性或有其它它毒性污染以以及工作空间间狭
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轮胎 搬运 机器人 设计 34551
限制150内