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基于SolidWorks六自由度焊接机械手三维运动模拟【机械毕业设计word+CAD图纸】【答辩通过】

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三维图纸
大臂.SLDPRT
小臂.SLDPRT
手抓.SLDPRT
摆动手腕.SLDPRT
旋转手腕.SLDPRT
机座.SLDPRT
机座盖板.SLDPRT
机身.SLDPRT
螺钉.SLDPRT
装配体.SLDASM
转台.SLDPRT
销钉1.SLDPRT
销钉2.SLDPRT
销钉3.SLDPRT
大臂.DWG
小臂.DWG
手抓.DWG
摆动手腕.DWG
旋转手腕.DWG
机座.DWG
机座盖板.DWG
机身.DWG
装配图.dwg
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基于 solidworks 自由度 焊接 机械手 三维 运动 模拟 摹拟 机械 毕业设计 word cad 图纸 答辩 通过
资源描述:

摘要

本文以六自由度焊接机械手部的三维运动仿真为背景。介绍了国内外焊接机器人的发展状况并着重分析了六自由度焊接机械手运动原理和三维制图软件SolidWorks的应用,在此软件基础上对手部进行了绘制,运动分析和动画模拟。对于SolidWorks制图软件主要介绍了其产生和发展的历史以及应用前景,具体介绍了零件三维制图的操作方法和运动过程,展示了SolidWorks强大的运动仿真功能。重点分析了六自由度机械手的三维建模和建模后运动轨迹规划的实现



关键词:SolidWorks ; cosmosmotion ; 三维运动模拟; 动画模拟





Abstract


In this paper, welding robot of six degrees of freedom of hand motion simulation for the three-dimensional background. Welding robot at home and abroad and focus on the development of analysis of the welding robot of six degrees of freedom of hand movement and three-dimensional mapping principle SolidWorks software applications based on this software in the department of drawing opponents, motion analysis and animation simulation. Mapping software for SolidWorks introduces the emergence and development of its history and application specific parts introduced the method of operation of three-dimensional graphics and motion simulation of the operation of plug-ins COSMOSMotion process, demonstrated the powerful movement SolidWorks simulation. Analysis focused on the six degrees of freedom robot arm

modeling of three-dimensional modeling and trajectory planning, after the realization of


Key words: :SolidWorks ; cosmosmotion ; simulation of 3D motion ; Animated Simulation

目录

摘要

前言1

第1章 焊接机器人概述2

1.1 焊接机器人的发展2

1.1.1 国外焊接机器人的发展2

1.1.2 国内焊接机器人研究的历史及现状3

1.1.3 焊接机器人应用现状3

1.1.4 焊接机器人的发展趋势4

1.2 焊接机械手的组成、分类4

1.2.1 组成4

1.2.2 分类6

1.3 基本型式7

1.3.1 直角坐标式机械手7

1.3.2 圆柱坐标式机械手7

1.3.3 关节式机械手8

第2章 计算机辅助设计和SolidWorks软件的发展 9

2.1 计算机辅助设计的发展9

2.2 软件的特点及前景9

2.3 COSMOSMotion的应用及特点10

第3章 焊接机械手的设计思想12

3.1 机械手特性方程式12

3.2 手臂的设计计算14

3.2.1 驱动力的计算14

3.2.2 水平回转时驱动力矩的计算14

3.2.3 偏重力矩的计算15

3.2.4焊接机械手各零部件的设计16

第4章 三维实体建模25

4.1 模拟方案的确定25

4.2 仿真实体的绘制26

4.3 简单数学模型的建立26

4.4 模拟加载与仿真28

4.4.1 仿真模拟的实现28

4.4.2 进行运动校核30

4.4.3 结语30

总结31

参考文献32

致  谢33



内容简介:
基于 SolidWorks六自由度焊接机械手三维运动模拟 学生姓名 :马俊 专业 :机械设计制造及其自动化 指导教师 :刘天祥 nts本课题的主要研究内容 ( 1)查阅机器人技术相关文章和机构,了解国内外焊接机器人的应用和发展。 ( 2)画出六自由度焊接机械手部装配图。 ( 3)应用 solidworks对机械手部分进行三维运动。 ( 4)用 COSMOSMotion软件对其进行仿真。 nts1.5 Solidworsks软件的特点 (l).SolidWorks是当今世界基于 NT/Windows平台的三维机械 CAD软件系统的主流产品,目前己在国内外中小型企业中得到广泛应用。 (2).易学、易用,操作过程直观、简单,功能强大。 (3).完全汉化,使用过程中无任何语言障碍。 (4).可向下兼容二维 AutoCAD,使得以前采用Aut0CAD进行的设计可以继续使用和转化。 nts1.6焊接机械手的工作原理 固定机座后通过机身上转台的旋转和大小手臂的运动带动旋转手腕的转动和摆动手腕的运动,在给手抓一个配合尺寸使之能够自由的伸缩以便夹取工件。 nts1.7 焊接机械手的构成和设计 焊接机械手的零部件包括 :机座、机座盖板、机身、转台、大臂、小臂、旋转手腕、摆动手腕、手抓、销钉、螺栓、螺母等 。 nts机座的设计 nts机座盖板的设计 nts机身的设计 nts转台的设计 nts大臂的设计 nts小臂的设计 nts旋转手腕的设计 nts摆动手腕的设计 nts手抓的设计 nts1.8 装配后模型 1-机座 2-机座盖板 3-机身 4-转台 5-销轴 3 6-手抓 7摆动手腕 8-旋转手腕 9-销轴 2 10-小臂 11-大臂 12-销轴 1 13-螺栓 nts1.9 三维实体建模模拟方案的确定 SolidWorks数字化模型 模型导入 添加复杂约束力 仿真分析 模型优化。 六自由度机械手的运动情况给出各个转动副的旋转角度 nts2.1 模拟加载与仿真 启动 SolidWorks软件,如下图选择 “ 装配图 ”选项,单击 “ 确定 ” 按钮,建立装配体操作界面。 nts2.2机构的装配过程 选择左下方 “ 浏览 ” 按钮如图,打开零件存放的目录,选择第一个零件系统将默认为固定的零件,以后添加的零件依次为基准。先选择名称为转台的零件,单击 “ 打开 ” 。单击界面任何位置零件固定在界面中。在工具栏中选择 “ 插入零部件 ” ,如前操作打开文件夹,继续选择零件大臂。为了不至于零件过多装配过程复杂,采取逐个添加约束的方法,进行逐个配合并完成定位。继续添加零件和配合的操作直到完成装配体。装配过程中合理的选择配合关系以方便以后的运动仿真操作。如下图 nts2.3机构运动参数的设置 打开 “ 运动 ” 选项卡,在 “ 运动作用在 ” 中选择 “ 沿 Z轴平移 ” 选项,在 “ 运动类项 ” 中选择 “ 速度 ” 选项,初始位移设置为 “ 0”,在 “ 函数 ” 中选择 “ 恒定值 ” ,速度设为 15mm/sec;单击 “ 应用 ” 按钮,完成设置。 为了保证机构在运动过程中的稳定性,对小臂和手腕铰接的部位设计阻尼。添加过程如下:在节点 “ 力 ” 下选择阻尼,单击鼠标右键,选择 “ 添加扭转阻尼 ” 选项,弹出“ 插头 阻尼 ” 对话框,按图示设置参数;单击 “ 应用 ” 按钮,完成阻尼的设置。阻尼是为了稳定手腕的摆动过程,从而保证整个机构的稳定性。 参数设置完成,在 COSMOSMotion菜单中选择 “ 选项 ” ,打开 “ COSMOSMotion选项 ” 对话框,选择仿真选项卡,将持续时间设置为 16秒,帧的数目设置为 800,其余参数选择默认值,单击 “ 确定 ” 完成设置。单击 “ 仿真 ” 按钮,对机构进行运动仿真。 nts2.4存在的问题和继续研究的方向 目前还存在一些问题包括:模拟过程机械化不灵活,未对机构进行全面系统的数学理论计算。 在进一步研究中要对机构进行稳定性的理论计算 。 nts2.5总结 通过对文献的阅读,了解了关于机械手的发展过程,以及组成、分类。加深对机器人这种高端技术认识。 熟练掌握 Solidworks的三维建模和动态仿真,尤其对了解了强大的 COSMOSMotion插件与其他三维动态仿真软件的差别,掌握了使用COSMOSMotion的基本流程。 随着对机械手研究的不断深入和机械手领域的不断拓展,机械手仿真系统作为机器人设计和研究的安全可靠,灵活方便的工具,在本领域发挥着重要作用。它对于验证机械手
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