摘要:本文介紹了搬運工業機器人發展的歷史征程，以及其系統結構的設計和仿真分析。利用ABB RobotStudio虛擬機，與Pro/E建模相結合，建立搬運工業機器人的末端執行器的三維模型，RobotStudio具有良好的兼容性。在這種模式下將可以更好的對搬運工業機器人在工作空間中的運行狀態進行三維模擬仿真分析，從而進一步的達到實時控制與仿真的一體化的效果。

搬運工業機器人的虛擬設計及其仿真分析表明：將來工業機器人設計發展的方向將會更加的多元化、智能化、高速化、穩定化，利用計算機仿真機軟件再結合虛擬設計將會是將來的工業機器人方面的設計主流。

關鍵詞 ：搬運工業機器人；虛擬設計；仿真分析

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1 課題的背景及意義-1

1.2 國內外搬運工業機器人的研究現狀-1

1.2.1 國外搬運工業機器人的研究與應用現狀-1

1.2.2 國內搬運工業機器人的研究與應用現狀-2

1.3搬運工業機器人存在的問題及對策-2

1.3.1 搬運工業機器人存在的問題-2

1.3.2 解決方法-3

1.4 課題研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題-3

1.4.1 研究目標-3

1.4.2 研究內容-3

1.4.3 擬解決的關鍵問題-4

1.5 課題研究的方法和技術路線-4

1.5.1 研究方法-4

1.5.2 技術路線-4

1.6 本章小結-4

2 搬運工業機器人的空間分析及選型分析-5

2.1 搬運工業機器人數學模型的建立-5

2.1.1 坐標系描述-5

2.1.2 數學模型原理-6

2.1.3 搬運工業機器人的數學建模和參數確定-8

2.2 搬運工業機器人的工作空間分析-8

2.2.1 工作空間的概念-8

2.2.2 工作空間的分析方法-9

2.3 現有搬運工業機器人的選型-9

2.4 搬運工業機器人的機構定型及簡介和原理分析-10

2.4.1 搬運工業機器人的機構的定型-10

2.4.2 搬運工業機器人的簡介和原理分析-12

2.5 本章小結-13

3 搬運工業機器人末端執行器的設計-14

3.1 末端執行器的總體方案分析與確定-14

3.1.1 末端執行器的功用與技術特點-14

3.1.2 末端執行器的方案確定-14

3.2 末端執行器的結構設計-14

3.2.1 機械式末端執行器的結構設計-14

3.2.2 吸附式末端執行器的結構設計-17

3.3 末端執行器的氣動系統設計-18

3.3.1 機械式末端執行器的氣缸負載計算-19

3.3.2 氣動系統的原理圖-19

3.4 末端執行器的控制系統設計-21

3.4.1 PLC應用設計步驟-22

3.4.2 控制系統功能分析與PLC程序設計-22

3.5 本章小結-24

4 搬運工業機器人末端執行器的實體建模-25

4.1 選擇Pro/E軟件進行虛擬建模-25

4.2 Pro/E零件設計的步驟-25

4.3 Pro/E虛擬裝配的方法與步驟-26

4.4 機構主要零件的實體建模-26

4.4.1 機械式末端執行器的實體建模-26

4.4.2吸附式末端執行器的實體建模-30

4.5 虛擬裝配及分解仿真-31

4.5.1 虛擬裝配-31

4.5.2 分解仿真-31

4.6 機構干涉檢驗-33

4.7 本章小結-34

5 搬運工業機器人的仿真分析-35

5.1 選擇ABB RobotStudio軟件進行仿真分析-35

5.2 ABB RobotStudio軟件仿真分析的步驟-35

5.2.1 構建仿真工業機器人工作站-35

5.2.2 RobotStudio建模-42

5.2.3 Smart組件應用-43

5.2.4 離線軌跡編程-48

5.2.5 仿真運行機器人及錄制視頻-54

5.3末端執行器機構模型轉化的關鍵-57

5.4本章小結-57

結論-58

致謝-59

參考文獻-60