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噴涂機器人畢業(yè)設計論文-wenkub

2023-07-07 13:54:47 本頁面
 

【正文】 ,因此控制方便,結構十分簡單,設計比較方便。液壓驅動系統(tǒng)的特點主要是運行穩(wěn)定可靠,運動件的慣性小,快速相應的靈敏度高,傳動比較大,低速性能好,容易實現(xiàn)無極調速,操作和控制都比較容易。而且由于施工現(xiàn)場的空間是有限的,所以絕大多數(shù)時候要求工業(yè)機器人所占的空間要盡可能的小,以便在有限的空間盡可能的完成多個工序。燕山大學本科生畢業(yè)設計8第 2 章 總體結構設計 確定驅動系統(tǒng) 驅動系統(tǒng)工業(yè)機器人的驅動系統(tǒng)是直接驅動整個機器人完成指定動作的機構,而且工業(yè)機器人的驅動系統(tǒng)是機器人上的一個十分重要的機構,對工業(yè)機器人的性能和功能以及維修是否方便有很大的影響。根據(jù)設計要求里的工作空間的要求,通過簡單的計算方法,確定了兩個手臂的長度。目前我國的部分汽車生產廠家還在使用軌跡靈活度較低、柔性差的自動噴涂機來進行汽車車身的涂裝,少數(shù)企業(yè)雖然采用了外國設備制造商的噴漆機器人,但是仍然存在著價格昂貴、維護費用高、兼容性低等問題,從而導致了競爭力和經濟效益的下降。涂裝質量的高低決定了汽車表面的耐腐蝕能力的強弱、使用壽命的長短、汽車是否美觀,而且人們在購買汽車時,對于汽車產品最直接的評價就來源于汽第一章 緒論7車的外觀,因此噴涂質量的高低直接影響了一個汽車產品在市場中的競爭能力和生產廠家的經濟效益。將神經網絡、模糊理論、人工免疫、遺傳進化等智能控制算法與 PID 理論相結合,用于 PID 參數(shù)的整定,成為未來機器人控制發(fā)展的趨勢。此外,實際工業(yè)現(xiàn)場往往存在有各種不確定的干擾,也會對 PID 控制器造成影響。為解決燕山大學本科生畢業(yè)設計6以上因素所造成的機器人位姿誤差,必須在使用前對機器人進行標定,建立機器人的參照模型,目前用于機器人標定的技術有基于三坐標測量儀的標定、基于激光跟蹤儀的機器人標定以及基于 CCD 的機器人標定。路徑規(guī)劃的好壞,直接關系到噴涂作業(yè)的效率以及工件表面的涂層是否均勻,對噴涂工件的質量的影響巨大。4)機器人中傳感器的作用日益突出,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應用了視覺傳感器、力覺傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的信息融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制。由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組裝方式構造機器人整機。過去機器人系統(tǒng)的可靠性一般為幾千小時,而現(xiàn)在已達到 5 萬小時,可以滿足任何場合的需求。4)傳感系統(tǒng):激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器已成功應用于機器人系統(tǒng)中,并實現(xiàn)了焊縫自動跟蹤和自動化生產線上物體的自動定位以及精密裝配作業(yè)等,大大改善了機器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應性。意大利 COMAU 公司和日本 FANUC 等公司已開發(fā)出了此類產品。噴漆機器人在國外早已廣泛應用于汽車等產品的涂裝生產線,國外機器人己取得的進展主要表現(xiàn)在如下幾個方面:燕山大學本科生畢業(yè)設計41)操作機器人:通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設計等現(xiàn)代設計方法的運用,操作機器人己實現(xiàn)了優(yōu)化設計。航天航空部的 703 所、625 所使用熱噴涂機器人進行作業(yè),用來噴涂一些重要而特殊航空部件。噴漆機器人一般采用液壓驅動,具有動作速度快、防爆性能好等特點,可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn)示教。 課題國內外現(xiàn)狀及研究的主要成果 噴涂機器人是可以進行自動噴涂或噴漆的一種新型工業(yè)機器人,1969 年由挪威一家公司發(fā)明。 圖 1 一 1 機器人噴涂汽車車身 噴涂機器人與其它品種的工業(yè)機器人比較其主要不同之處在于噴涂機器人用于在封閉的噴涂室內噴涂工件內外表面,由于噴涂室內的漆霧是易燃易爆的,如果機器人的某個部件產生火花或溫度過高,就會引燃噴涂室內的易燃物質,引起噴涂室內的大火。隨著機器人技術在工業(yè)生產領域的不斷擴展,機器人也被用來進行涂裝作業(yè),進而產生了一個新的機器人品種 —噴涂機器人。對于某些機電產品如家電、輕工、汽車、摩托車等來講,產品的外觀質量甚至影響到該產品在市場上的競爭力,因此對表面涂裝技術提出了更高要求。用于表面涂覆工作的機器人稱為噴涂(或噴漆)機器人,它是機器人技術與表面噴涂工藝相結合的產物,是機器人產品中的一個特殊品種,主要用于工業(yè)領域的表面涂裝作業(yè),靜電噴霧技術同時也廣泛應用于農業(yè)生產中噴藥殺蟲和除草等植保作業(yè)。機器人的廣泛應用,不僅可提高產品的質量與產量,而且對保障人身安全,改善勞動環(huán)境,減輕勞動強度,提高勞動生產率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產成本,有著十分重要的意義。關鍵詞:噴漆機器人;關節(jié)式;結構設計燕山大學里仁學院畢業(yè)論文2燕山大學本科生畢業(yè)設計AbstractNowadays most paint contains benzene.The benzene is very volatile,toxic and carcinogenic.It does harm to the workers heavily when the protection is absent.So different kinds of painting robots appeared and developed greatly.A joint type painting robot was designed in this paper.It had six degrees of freedom.The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom.The painting robot’s joints were driven by hydraulic pressure .Parallelogram structure was used in the robot.The hydraulic cylinder which was installed on the waist turning table droved the forearm indirectly through the parallelogram structure.The structure avoided installing the hydraulic cylinder directly on the joint to reduce the forearm’s weight.So the burden of the hydraulic cylinder which drive the upper arm and the waist were reduced.Also this structure made the forearm realize balance itself and reduce the static torque.Aluminum alloy was used greatly in the robot, so the weight of the robot was reduced.Also the dynamic performance was improved.Keywords:painting robot ;joint;structure design 燕山大學本科生畢業(yè)設計 目 錄摘   要 ..........................................................................................................IABSTRACT....................................................................................................II目 錄 ...........................................................................................................III第一章 緒論 ...............................................................................................1 課題研究的背景及意義 ................................1 噴涂機器人的特點及其發(fā)展現(xiàn)狀 .........................2 課題國內外現(xiàn)狀及研究的主要成果 ....................4 國內研究現(xiàn)狀 .................................4 國外研究現(xiàn)狀 .................................5 本文研究主要內容以及背景和意義 ......................7第 2 章 總體結構設計 .................................................................................9 確定驅動系統(tǒng) ........................................9 驅動系統(tǒng) .....................................9 確定驅動件和自由度 ..........................10 噴漆機器人的運動參數(shù) ...............................11 各個關節(jié)的結構形式和平衡方式 .......................11 小臂 ..........................................12 大臂 ..........................................13 小臂的傳動機構 ..............................16 大臂的傳動機構 .............................17 腰部的傳動機構 ..............................18 本章小結 ...........................................18第 3 章 噴漆機器人機構設計 ...................................................................19目錄2 噴漆機器人數(shù)學模型的建立與分析 .....................19 腕部設計 ...........................................22 電機的選擇 ..................................22 小臂的設計 .........................................24 小臂設計的總體要求 ..........................24  鉸鏈四桿機構的設計 ..........................25  液壓缸的選擇與設計 ..........................26  大臂的設計 ........................................29  大臂設計的總體要求 ..........................29  腰關節(jié)的設計 ......................................32 傳感器的選擇 .......................................33  本章小結 ..........................................33第 4 章   軸、螺釘?shù)脑O計與校核 ...............................................................35  大軸 1 的結構設計與校核 ............................35  大軸 1 的結構設計 ............................35 大軸 1 的強度校核 ............................36  大軸 2 的結構設計 ............................39  大軸 2 的強度校核 ............................40  小軸 1 的結構設計與校核 ............................41 小軸 1 的結構設計 ............................41 小軸 1 的強度校核 ............................42  小軸 2 的結構設計與校核 ............................44  回轉底盤與腰部主軸連接螺釘?shù)男:?..................45  本章小結 ..........................................45燕山大學本科生畢業(yè)設計參考文獻 .......................................................................................................47附錄一 開題報告附錄二 文獻綜述附錄三 外文文獻
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