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[学位]

GSH30高速桁架自动化加工单元的设计研究

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Author:

刘学平 (刘学平.)

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Abstract:

随着中国制造2025战略的逐步铺开,制造业升级换代的步伐在逐步加快。实现自动化生产是装备制造升级的基础,而工业机器人是自动化升级改造中必不可少的环节。从广义上来讲,可以实现自由编程的自动化设备都可以算作机器人,可以很好地实现人工替代。中国自主品牌的工业机器人主机产业由于起步晚,关键技术落后等原因,目前为止仍然没有形成规模产业化。
由于制造业领域对自动化需求的多样性,并不是所有的自动化场合都需要高端机器人本体。因此,现阶段下,经济型本体也是国内机器人产业发展的一个重要方向,如直角坐标式(桁架式)工业机器人、SCARA(平面旋转轴)机器人、DELTA并联机器人等,根据不同的应用场合,都能够发挥其独特的应用优势。
桁架式工业机器人也称直角坐标式机器人,由于其成本低廉、结构简单、易于组线等优势,成为加工自动化中应用最广泛的自动化形式之一。由于机械加工类零件的多样性,使桁架式工业机器人很难进行批量标准化生产,需要根据具体的生产线情况进行设计和制造,加之客户要求货期短,往往是在设计阶段只是进行简单的经验设计、缺乏科学的核算,制造阶段又缺乏可行有效的质量控制及检验手段,而无法保证产品的质量和可靠性,造成自动化设备在使用过程中故障频发,严重影响生产线的正常生产。由于自动线运行不稳定,使客户设备维护及生产成本成倍增加,失去了机器换人的意义,严重影响客户使用国产机器人的信心;另一方面,由于缺乏有效的设计核算,也会使产品的一些部位存在冗余设计,造成国内同类机器人产品成本优势并不明显。
本文结合国内桁架式工业机器人生产企业与日本知名机床厂家联合开发的自动化加工单元的项目展开,项目以单台机床设备与桁架式工业机器人、储料系统组成的自动化加工单元为目标产品,吸收和借鉴日式产品的设计理念和设计思路,从提高桁架式工业机器人产品本体的质量稳定性、降低成本、提高产品技术水平角度,进行归纳总结,形成了对桁架式工业机器人产品简单易行、行之有效的设计核算、验证、评价的办法。
在设计核算方法上,完成了伺服电机、减速器、导轨、拖链、齿轮齿条传动、同步带传动、料仓等桁架式工业机器人自动化单元中关键零部件设计核算的内容以及其详细的核算办法的整理。
在桁架式工业机器人样机评价方面,完成了桁架式工业机器人的轴刚性、轴定位精度的测量及评价方法的整理;提出了托盘和料仓精度测量及质量评价的方法;提出了产品连续运转实验的管理办法以及对关键外购部件质量验证的管理办法。

Keyword:

桁架式工业机器人 设计核算 自动化加工单元

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  • [ 1 ] 西安交通大学机械工程学院

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Basic Info :

Degree: 硕士

Mentor: 王朝晖

Year: 2018

Language: Other

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30 Days PV: 1

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