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静电喷涂机器人的反求设计

作　者: 王义
导　师: 杜玉明
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 静电喷涂机器人有限元分析模糊综合评价法可编程控制器
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 179次
引　用: 3次
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内容摘要

本文首先简要介绍了静电喷涂机器人的结构、用途和原理,阐述了国内外静电喷涂机器人的发展情况,以及其在实际使用中存在的问题,从而提出了本课题的研究重点。然后,重点介绍了技术反求中的一些关键性技术和问题的研究和改进工作。在实际研究中,本文主要在以下几个方面对静电喷涂机器人进行了研究与改进:针对传统失效分析中存在的分析周期长、计算工作量大、分析成本高等缺陷,在静电喷涂机器人失效分析中引入了有限元分析方法,通过有限元分析结果和零件失效照片的对比,得出了机械失效的原因。方案设计在机械设计中处于概念设计阶段,但是如何选择设计方案,关系到设备制造的成败,在方案的选择中应用模糊综合评价法能够使平时只能定性分析的指标得以量化,提高了方案选择的科学性。在静电喷涂机器人机械部分设计中,不仅仅局限于简单的仿造,通过对其失效的分析,提出了改进方案,并设计出了新的立柱和喷枪支架。在静电喷涂机器人的电气控制部分,为了提高生产效率,实现自动化生产,本文采用了可编程控制器技术(PLC)对其进行控制。它具有逻辑控制,定时控制,计数控制,数据处理等许多功能。还有灵活通用,安全可靠,环境适应性好,使用方便,维护简单的优点。可见,在本文中,结合了有限元分析、模糊综合评价以及可编程控制器等多种技术,来对静电喷涂机器人进行失效分析、改进方案选择、结构改进、电气控制等方面的研究。结合以上各种技术的优点,综合提高了静电喷涂机器人的性能。

全文目录

第一章绪论  8-15
  1.1 工业机器人概述  8-10
    1.1.1 工业机器人简介  8-9
    1.1.2 国内外工业机器人发展状况及趋势  9-10
  1.2 国内的静电喷涂设备  10-12
  1.3 研究课题的提出  12-14
    1.3.1 反求对象简介  12
    1.3.2 问题的提出  12-14
  1.4 研究思路  14
  1.5 本课题所做的工作  14-15
第二章静电喷涂机器人的反求分析  15-27
  2.1 反求工程  15-17
    2.1.1 反求工程简介  15
    2.1.2 反求工程的研究对象  15-16
    2.1.3 反求工程的设计程序  16-17
  2.2 ANSYS简介  17-20
    2.2.1 ANSYS的应用范围  17-18
    2.2.2 ANSYS的特点  18-19
    2.2.3 ANSYS数据接口程序  19-20
  2.3 基于ANSYS的静电喷涂机器人分析  20-27
    2.3.1 静电喷涂机器人实体建模  20
    2.3.2 静电喷涂机器人实体建模的有限元模型  20-21
    2.3.3 静电喷涂机器人的加载边界条件  21-23
    2.3.4 静电喷涂机器人静态分析结果  23-26
    2.3.5 分析结果说明  26-27
第三章静电喷涂机器人总体方案设计及选择  27-41
  3.1 静电喷涂机器人总体方案设计  27-29
    3.1.1 静电喷涂机器人失效原因  27
    3.1.2 静电喷涂机器人方案的确定  27-29
  3.2 静电喷涂机器人方案的选择  29-35
    3.2.1 模糊综合评价法简介  29-30
    3.2.2 模糊综合评价法步骤  30-31
    3.2.3 静电喷涂机器人方案的选择  31-35
  3.3 静电喷涂机器人改进方案的有限元分析  35-41
    3.3.1 静电喷涂机器人改进方案模型的建立  35-36
    3.3.2 静电喷涂机器人改进方案有限元模型的建立  36-37
    3.3.3 静电喷涂机器人整机加载的边界条件  37-38
    3.3.4 静电喷涂机器人改进方案的分析结果  38-40
    3.3.5 改进方案与原方案比较  40-41
第四章静电喷涂机器人机械部分设计  41-49
  4.1 滚珠丝杠的设计  41-45
    4.1.1 滚珠丝杠的特点  41-42
    4.1.2 滚珠丝杠的选用  42-45
  4.2 齿轮、齿条的设计  45-46
    4.2.1 齿轮、齿条参数的初选  45
    4.2.2 齿轮、齿条的验算  45-46
  4.3 机构设计中的创新  46-49
    4.3.1 立柱  46-47
    4.3.2 喷枪支架  47-49
第五章可编程控制器在静电喷涂机器人控制部分的应用  49-65
  5.1 可编程控制器简介  49-55
    5.1.1 可编程控制器的特点  49-51
    5.1.2 可编程控制器的组成与工作原理  51-53
    5.1.3 可编程控制器的编程方法  53-54
    5.1.4 可编程控制器选型的原则  54-55
  5.2 可编程控制器控制系统的设计  55-57
    5.2.1 可编程控制器控制系统设计的基本步骤  55-57
  5.3 可编程控制器技术在静电喷涂机器人控制部分中的应用  57-65
    5.3.1 静电喷涂机器人工艺过程及控制要求  57-60
    5.3.2 静电喷涂机器人控制系统方案  60
    5.3.3 PLC控制系统输入输出元件的确定及PLC的选型  60-61
    5.3.4 PLC的输入输出点分配  61-62
    5.3.5 静电喷涂机器人PLC控制程序的编制  62-64
    5.3.6 应用程序的调试  64-65
第六章结论  65-66
参考文献  66-68
致谢  68
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  68

静电喷涂机器人的反求设计

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