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压缩机气阀装配机器人的结构设计和分析研究

申靖宇  
【摘要】:近年来,新一轮工业革命迅速发展,工业技术快速升级。同时,劳动力成本上升,促使工业机器人大量被应用于搬运、焊接、喷涂和装配等生产环节。装配机器人对机器人位置精度和装配环境要求高,难以应对环境中的不确定因素,装配效率低,所以在机器人应用领域中只占很小的份额。因此,开展装配机器人技术研究,能够促进产业升级,降低生产成本,意义重大。本文以2D-90往复式压缩机气阀装配为背景,研究包括四部分,分别是:气阀部件人工装配工艺研究、气阀装配机器人结构设计、机器人运动学分析及机器人装配试验四个方面,研制出一种适用于所有气阀部件的装配机器人,解决目前气阀人工装配时空间狭小、操作困难的问题。本文主要研究工作分为以下几个方面:1、详细研究往复式压缩机气阀部件的组成,各气阀部件结构尺寸和装配关系。根据装配工艺要求,对几种适用于装配作业的机器人构型和常用末端执行器进行对比分析,确定装配机器人的总体结构方案。2、对机器人末端执行器进行结构设计建模、静力学分析和优化。3、根据串联关节型工业机器人选型原则,确定机器人关键技术参数。运用机器人运动学分析方法,建立机器人运动学模型。最后,设计机器人移动平台。4、在前期结构设计基础上,完成气阀装配机器人的制造和总装。对气阀装配机器人进行吸附试验、平稳性试验、进出阀孔试验和气阀装配试验,验证装配方案和结构设计的可行性和可靠性。


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