五自由度SCARA型焊接機器人的研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，機器人技術(shù)日益成為人們生活尤其是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域不可或缺的一部分。焊接機器人是將機器人技術(shù)與傳統(tǒng)焊接工藝相結(jié)合而得，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到汽車，家電，工業(yè)標準件等生產(chǎn)過程中，在降低人力成本，改善焊接工人工作環(huán)境的同時，大大提高了生產(chǎn)效率，保障了焊接品質(zhì)。同時，工業(yè)生產(chǎn)對焊接機器人的軌跡精度及焊接性能也提出了更高的要求。
　　本文以傳統(tǒng)的SCARA型機器人為基礎(chǔ)，設(shè)計并分析了一種五自由度焊接機器人，尤其是通過引入第四、第五雙

2、自由度功能端，實現(xiàn)機器人整體的兼容性，多功能性。在加工制造并獲得機器人實物的基礎(chǔ)上，參考其他種類的SCARA型機器人，采用多種方式對機器人結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化并獲得數(shù)據(jù)。
　　建立運動學(xué)模型，進行運動學(xué)分析。采用Denavit-Hartenberg參數(shù)法建立機器人的數(shù)學(xué)模型，并對其進行運動學(xué)分析，得到五自由度焊接機器人的正、逆運動學(xué)求解通用公式。依據(jù)平行軸定理和張量法，求解五自由度機器人各軸的轉(zhuǎn)動慣量。綜合考慮運動學(xué)與轉(zhuǎn)動慣量兩方面因素

3、，為實際的五自由度機器人的位置及速度控制提供了依據(jù)。
　　機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以扭矩，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動慣量，功率等參數(shù)為依據(jù)，計算各關(guān)節(jié)所需的步進電機。同時，介紹機器人主體的設(shè)計思路。
　　對機器人進行有限元分析。在對機器人進行建模的基礎(chǔ)上，利用ANSYS的有限元分析功能，對第一臂，第二臂進行靜力學(xué)分析并獲得兩個機械臂的應(yīng)力分布圖與形變情況。此外，對機器人整體進行模態(tài)分析，掌握機器人各關(guān)節(jié)電機工作頻率對末端振幅的影響，以確保機器人在