摘要:本文介绍了搬运工业机器人发展的历史征程，以及其系统结构的设计和仿真分析。利用ABB RobotStudio虚拟机，与Pro/E建模相结合，建立搬运工业机器人的末端执行器的三维模型，RobotStudio具有良好的兼容性。在这种模式下将可以更好的对搬运工业机器人在工作空间中的运行状态进行三维模拟仿真分析，从而进一步的达到实时控制与仿真的一体化的效果。

搬运工业机器人的虚拟设计及其仿真分析表明：将来工业机器人设计发展的方向将会更加的多元化、智能化、高速化、稳定化，利用计算机仿真机软件再结合虚拟设计将会是将来的工业机器人方面的设计主流。

关键词 ：搬运工业机器人；虚拟设计；仿真分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的背景及意义-1

1.2 国内外搬运工业机器人的研究现状-1

1.2.1 国外搬运工业机器人的研究与应用现状-1

1.2.2 国内搬运工业机器人的研究与应用现状-2

1.3搬运工业机器人存在的问题及对策-2

1.3.1 搬运工业机器人存在的问题-2

1.3.2 解决方法-3

1.4 课题研究目标、研究内容和拟解决的关键问题-3

1.4.1 研究目标-3

1.4.2 研究内容-3

1.4.3 拟解决的关键问题-4

1.5 课题研究的方法和技术路线-4

1.5.1 研究方法-4

1.5.2 技术路线-4

1.6 本章小结-4

2 搬运工业机器人的空间分析及选型分析-5

2.1 搬运工业机器人数学模型的建立-5

2.1.1 坐标系描述-5

2.1.2 数学模型原理-6

2.1.3 搬运工业机器人的数学建模和参数确定-8

2.2 搬运工业机器人的工作空间分析-8

2.2.1 工作空间的概念-8

2.2.2 工作空间的分析方法-9

2.3 现有搬运工业机器人的选型-9

2.4 搬运工业机器人的机构定型及简介和原理分析-10

2.4.1 搬运工业机器人的机构的定型-10

2.4.2 搬运工业机器人的简介和原理分析-12

2.5 本章小结-13

3 搬运工业机器人末端执行器的设计-14

3.1 末端执行器的总体方案分析与确定-14

3.1.1 末端执行器的功用与技术特点-14

3.1.2 末端执行器的方案确定-14

3.2 末端执行器的结构设计-14

3.2.1 机械式末端执行器的结构设计-14

3.2.2 吸附式末端执行器的结构设计-17

3.3 末端执行器的气动系统设计-18

3.3.1 机械式末端执行器的气缸负载计算-19

3.3.2 气动系统的原理图-19

3.4 末端执行器的控制系统设计-21

3.4.1 PLC应用设计步骤-22

3.4.2 控制系统功能分析与PLC程序设计-22

3.5 本章小结-24

4 搬运工业机器人末端执行器的实体建模-25

4.1 选择Pro/E软件进行虚拟建模-25

4.2 Pro/E零件设计的步骤-25

4.3 Pro/E虚拟装配的方法与步骤-26

4.4 机构主要零件的实体建模-26

4.4.1 机械式末端执行器的实体建模-26

4.4.2吸附式末端执行器的实体建模-30

4.5 虚拟装配及分解仿真-31

4.5.1 虚拟装配-31

4.5.2 分解仿真-31

4.6 机构干涉检验-33

4.7 本章小结-34

5 搬运工业机器人的仿真分析-35

5.1 选择ABB RobotStudio软件进行仿真分析-35

5.2 ABB RobotStudio软件仿真分析的步骤-35

5.2.1 构建仿真工业机器人工作站-35

5.2.2 RobotStudio建模-42

5.2.3 Smart组件应用-43

5.2.4 离线轨迹编程-48

5.2.5 仿真运行机器人及录制视频-54

5.3末端执行器机构模型转化的关键-57

5.4本章小结-57

结论-58

致谢-59

参考文献-60