新型四轴码垛机器人机构设计与动力学仿真分析

目的针对生产线码垛作业,设计一种四轴码垛机器人以满足货物搬运需求。方法利用平行四边形机构对码垛机器人进行结构设计。根据码垛机器人的结构特点,采用运动D-H方法对该机器人进行运动学分析,通过SolidWorks建立码垛机器人实体模型,并将其导入Matlab中,在仿真环境中调整相应参数,得到机器人的动力学仿真模型,再利用Simulink添加控制模块、驱动模块和检测模块,建立完整的仿真模型。通过SolidWorks与Matlab两者的结合进行机器人动力学仿真分析。结果运用SolidWorks与Matlab联合仿真,可以缩短设计周期,有效地获取其动力学特性参数。结论四轴码垛机器人可以有效解决生产线上的码垛作业问题。     

码垛机器人刚柔耦合动力学仿真分析

目的以码垛机器人为例,探讨刚柔耦合系统的运动学、动力学仿真分析方法,分析杆件弹性变形对机器人末端运动精度的影响。方法利用Matlab/Robotics工具箱编程,对码垛机器人进行运动学仿真,获取各关节角位移曲线;利用ADMAS建立虚拟样机,对码垛机器人进行动力学仿真;同时,利用Ansys对机械臂等杆件进行柔性化处理,生成mnf中性文件,导入ADAMS中建立刚柔耦合模型进行仿真分析。结果得出了码垛机器人在高速重载运动过程中机械手末端的位移偏差曲线,以及各关节的驱动扭矩。结论刚柔耦合分析方法更加直观、准确地模拟了机器人的实际工作状况,提高了在动载荷作用下对零部件动态响应分析的准确性,为码垛机器人的设计优化及驱动选型分析提供了理论依据。     

基于SolidWorks与ADAMS的工业机器人动力学仿真

目的工业码垛机器人因其负载大、自动化程度高等优点,被广泛应用于食品、药品、化肥等生产线中,但是机器人动力学模型的建立较为困难,为了得到码垛机器人设计参数,运用SolidWorks与Matlab联合仿真。方法通过SolidWorks建立码垛机器人实体模型,并将其导入到ADAMS中,在仿真软件中通过设置具体参数,得到机器人动力学仿真模型。结果通过SolidWorks与ADAMS的结合仿真,可以大大缩短设计周期,有效地获得码垛机器人的动力学特性参数。结论运用SolidWorks与Matlab联合仿真,可以形象直观地模拟机器人的三维运动情况,并获取其动力学特性参数。     

高速重载码垛机器人动力学仿真

目的 为了实现大重量、大体积木门等板状物品的快速搬运与包装作业,设计一种适用于高速重载条件下的六自由度码垛机器人.方法 针对该机器人,对其关键部件进行选型,通过D-H参数法建立机器人的运动学模型,并进行正逆运动学分析;求取机器人的工作空间,得到机器人所能达到的极限位置,为机器人的布置方案提供参考;运用ADAMS软件建立码垛机器人的动力学模型,对其在将木门进行搬运包装时危险工况进行仿真分析.结果 得到码垛机器人处于最大臂展的危险工况下,大臂所受力及力矩最大,所受力及力矩最大值分别为12.9 kN,13.5 MN/mm.为进一步探究大臂的力学特性将大臂进行柔性化处理,得到大臂的力和力矩波动变化,以及最大动应力点,大臂所受力和力矩波动的最大值分别在z方向及y方向处,最大值分别为621 N,895 kN/mm.结论 机器人各关节所受力和力矩变化无明显突变,所受刚性冲击较少;证明了在高速重载条件下大臂设计的合理性,为机器人结构的进一步优化及轻量化设计奠定了重要基础.     

基于自动包装码垛技术的码垛机器人研究

目的为了更全面地了解码垛机器人的使用性能,使其更好地应用于工程实践中,对其动力学进行理论及仿真分析。方法采用第2类Lagrange方程对工业码垛机器人进行动力学方程计算,并运用ADAMS软件建立工业码垛机器人虚拟样机模型,考虑负载及关节转动时的摩擦,依照码垛机器人的循环工作流程进行仿真分析。结果得出了码垛机器人的动力学方程组,码垛机器人的动力学方程与机器人的负载、部件的结构质量、运动时的加速度等具有正相关关系。仿真得到了机器人工作过程中各个关节的受力曲线图,各关节所需驱动力及力矩随着负载的增加及末端执行器的位置变化而不断增加和变化。结论仿真结果验证了动力学理论分析的正确性,为工业码垛机器人的驱动部件的选型及控制系统的设计提供了有效的理论依据,为工业码垛机器人大范围走向工程应用实践提供了有力的技术支持。     

基于ADAMS的码垛机器人动力学刚柔耦合分析

目的 为了更全面地了解码垛机器人的动态性能,分析码垛机器人臂部变形对其运动精度的影响.方法 以ABB的IRB760型机器人为分析对象,运用Lagrange法计算得到其刚柔耦合动力学模型,然后运用ADAMS软件对机器人在一个工作周期内的运动过程,分别进行刚体动力学仿真和刚柔耦合动力学仿真.结果 机器人末端执行器柔性仿真的速度曲线与刚性仿真的速度曲线基本相同,在运行过程中速度变化平稳连续,无突变,而位移曲线机器人运行状态改变时有区别,柔性仿真的加速度波动较大.结论 码垛机器人臂部柔性变形对机器人的运行精度及稳定性影响较大,采用刚柔耦合方法可以更加准确地分析码垛机器人的运行状态.     

基于随机方向法的3P3R型码垛机器人桁架结构优化设计

简要介绍了3P3R型码垛机器人的结构形式及其特点,并说明了桁架所采用的结构形式。在考虑桁架强度、挠度约束的基础上,对桁架轻量化优化设计中所碰到的振动问题进行研究,对桁架进行结构动力学建模,分析其各阶固有频率,并将其基频作为约束条件,建立了桁架轻量化优化设计模型。其后结合优化模型的特点,选择随机方向搜索法进行优化设计问题求解,文中给出了完整的求解算法步骤,并给出了优化求解的结果,大幅度地减轻了桁架部件的自重,提高了码垛机器人的工作效率,并降低了能耗。     

酒箱码垛机器人的机构设计与运动仿真分析

针对白酒生产线码垛作业,设计了专门的码垛机器人,利用平行四边形机构对码垛机器人进行了结构设计。再根据码垛机器人的结构特点,运用D-H法对运动模型进行了位姿和速度的正反解。在此基础上,利用ADAMS软件对机器人的运动过程进行了仿真,得到了关节扭矩、角速度和角加速度曲线,为后续工作的控制系统设计提供依据。     

基于五次多项式的码垛机器人轨迹规划

目的为了实现多轴码垛机器人速度和加速度变化曲线光滑、稳定,简化轨迹规划算法。方法介绍码垛机器人结构,并在码垛机器人结构基础上对码垛机器人运动进行分析,在关节空间下提出一种五次多项式插值的码垛机器人轨迹规划方法,利用五次函数对码垛机器人各个关节速度和加速度进行拟合插值。结果仿真结果表明,五次多项式轨迹规划方法拟合曲线更加光滑,同时保证速度和加速度无突变,保证了码垛机器人运动过程更加平稳。结论该轨迹规划方法能够保证码垛机器人按照预定的轨迹实现速度和加速度的平滑过渡,提升了码垛机器人运动精度。     

高效重载码垛机器人末端执行器力学特性分析

目的为了提高码垛生产线的效率,实现高效重载码垛的功能,设计一种具有大负载能力的末端执行器。方法详细分析该末端执行器的结构设计及原理,并完成其三维模型的建立与设计。对快速定位机构、重载夹紧机构进行运动学分析及计算,并建立机构的运动学参数模型。利用ADAMS对不同楔块斜角的重载夹紧机构进行动力学仿真分析。结果获得了45°,30°,15°楔块斜角对应的楔块和顶板的力、位移、速度、加速度特性曲线;分析得知楔块斜角在15°左右时,末端执行器具有较好的力学特性。结论该末端执行器能够满足工作要求,对木板有较小的冲击破坏,能够提高码垛的效率及稳定性。     

一种多垛型机器人码垛系统的设计

目的实现码垛设备能够满足多种垛型和特殊复杂垛型码垛的作业要求。方法研制一种多垛型机器人码垛系统,根据具体的设计要求,选用合适的工业机器人;采用一次抓取分批次放置的整体方案,设计具有分箱单独夹持功能的机器人夹具;研究各种垛型图样的共性,提出一种基于垛型数据结构的机器人码垛编程方法。结果该码垛系统能够适应多种垛型和各种复杂垛型码垛的工艺要求,运行稳定可靠,大大提高了生产效率;所设计的垛型数据结构包含了机器人搬运过程中的全部信息,更改和修改垛型时,无需更改机械结构,只需在线或者离线更新垛型数据结构即可。结论该码垛系统对垛型的适应能力强,对相关码垛设备的研制具有一定借鉴意义。     

码垛机器人的研究与应用现状

目的介绍码垛机器人的研究与应用现状。方法通过对比分析国内外码垛机器人的发展,指出国内码垛机器人产业存在的问题。结果国内码垛机器人在核心技术、核心零部件等方面缺失严重,机器人产业规模参差不齐,并针对这些问题提出了解决策略。结论国内码垛机器人技术与国外存在一定差距,同时也有很大提升空间,在国家《机器人产业"十三五"发展规划》的驱动下,国内机器人技术必将日新月异。     

基于S型曲线的包装堆垛机器人轨迹规划

目的为了保证包装堆直角坐标堆垛机器人系统能够平滑、稳定、高速运行,避免机器人出现速度、加速度的突变,并对机器人轨迹进行规划。方法首先分析直角坐标机器人的运动过程,在此基础上提出一种基于多项式的S型曲线包装堆垛机器人轨迹规划方法,并设计机器人控制系统,利用威纶TK6050ip触摸屏对机器人进行监控和参数设定,采用西门子S7-200 PLC和EM253位置控制模块实现对机器人速度和位置的控制,最后对机器人运动轨迹进行仿真实验分析。结果仿真实验结果表明,该轨迹规划方法能够保证机器人速度和加速度无突变,确保了机器人平滑稳定运行。结论该控制系统有效提高了包装堆垛机器人的运行效率,对于机器人稳定可靠运行具有重要意义。     

基于PLC与触摸屏的码垛工业机器人操作系统设计

目的研究码垛工业机器人智能化、人性化操作系统的设计方法。方法充分运用工业机器人自身控制系统,配套PLC辅助工业机器人进行数据分析及逻辑判断,并采用触摸屏作为人机交互界面。结果经调试,该操作系统能对工业机器人进行准确控制,界面设计合理,操作简单并具有监视功能。结论该操作系统使控制机器人执行堆垛作业时操作简化,提高机器人对不同大小物件的适应性,并且对其他码垛工业机器人具有适用性。     

快递包裹码垛机器人设计与腿部功能仿真

目的设计一种快递包裹码垛机器人,以更好地完成快递包裹的分拣与码垛工作。方法通过Inventor软件建立整机三维模型,运用D-H齐次坐标变换矩阵建立其左前腿运动学方程,基于ADAMS虚拟样机技术对该快递包裹码垛机器人腿部结构进行结构优化,并对该机器人分别实施滚动式水平面行走、吸附式爬壁行走的功能特性进行深入分析。结果得出腿部优化设计变量对转角的敏感度,最终得到最佳腿部结构,大腿关节转角活动范围可达到27.34°,重心高度稳定在340 mm左右,重心稳定。结论仿真结果表明,该快递包裹码垛机器人具有机构设计合理、运动稳定可靠、动作灵敏等特点,为现有快递行业提供了一款节省人力及时间的劳动工具。