一种切削加工机器人模块化结构设计及加工轨迹仿真

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1、山东理工大学硕士学位论文摘要摘要数控机床和工业机器人出现在20世纪50年代。经过50多年的研究开发，国内外取得了很多的研究成果，但存在的问题与不足依然不少。本文通过分析数控机床和工业机器人，针对它们所存在的问题和不足，提出了基于串联机构的新型切削加工设备一切削加工机器人。1．在分析现有工业机器入刚性差、精度低的基础上，设计出一种新型的串联切削加工机器人。采用模块化设计技术，设计了五种基本功能模块，根据加工对象的要求可快速地组合成多种不同的结构型式。并且对各模块主要零部件进行了设计。该切削加工机器人不

2、仅具有机器人一样灵活的柔性，而且具有金属切削机床～样的刚性，特别适合于空间自由曲面的加工与测量等。在表面形成原理和坐标变换的基础上，建立了切削加工机器人的关联加工系统数学模型，给出了切削加工机器人关联矩阵加工方法。根据关联矩阵加工方法，给出了一些常用表面的加工算法。2．ADAMs是目前著名的虚拟样机分析软件，Pro／ENGINEER是当今最为流行的CAD／CAM软件之一。通过Mechanism／Pro模块，两种软件可以实现无缝连接。本文用Pro厄对切削加工机器人进行建模，通过ADAMS模拟仿真了端铣

3、刀立铣平面的切削加工，验证了切削加工机器人的可靠性和关联矩阵加工方法的正确性。为控制和数控编程提供了依据。关键词：数控机床，工业机器人，模块化，关联矩阵加工方法，仿真山东理工大学硕士学位论文ABSTRACTAbstractThehistoryofresearchanddevelopmentaboutthenumericalcontrol(NC)machinetoolandindustryrobotshasbeenforover50years．Althoughmanyachievementshaveb

4、eenmadeandnewtypesofNCmachinetoolaswellasequipmentaredevelopedincreasingly,alotofproblemsstillremainunsolved．Theproblemsunsolvedarepointoutbyanalyzingthesituationofthemachiningequipmentusinginmechanicalindustry．Inthedissertation，anewtypeofmachiningrobo

5、tbasedonserialsmechanismisstudiedsystematically．Themainresearchinthisdissertationisasbelow：1．Onthebaseofanalyzingthereasonsofconventionalarticulaterobotspoorstiffnessandlowkineticaccuracy,theauthorsuccessfullydesignsanewserialsmachiningrobotthatusesblo

6、ckingmethodanddevelopsfivetypesoffundamentalfunctionalmodules．Withmodulestructure．differentkindsofmachiningrobotCallbeassembledrapidlyaccordingtotheobjectstobemachined．Mainmoduledetailsaledesigned．Hence．notonlyistheflexibilityofthismachiningrobotthesam

7、easthatofrobot，butalsoitsstiffnessisashighasthatmachinet001．ItCansatisfyespeciallythedemandformachiningandmeasuringthethree-dimensionalfi'eesurface．Onbaseofthecoordinatealternationtheory,therelatingmatrixmachiningtheoryforthemachiningrobotisdescribed．T

8、hemachiningalgorithmsforcommonsurfacesarestudied．2．ADAMSisoneoffamousvirtualprototypeanalyticsoftware，Pro／EngineerisoneoftbemostpopularCAD／CAMsoftware．ThroughthemoduteofMechanism／Pro．drawingsinPm／Ec矗nbetransferredintoADAMSwithoutlosing．