Tính toán, thiết kế và mô phỏng Robot hàn trên dây chuyền hàn thân xe ô tô tự động

- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN TRÊN DÂY CHUYỀN HÀN THÂN XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ: ĐỖ ANH TUẤN Người hướng dẫn khoa học: TS.
- 1.1 TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT..Error! Bookmark not defined.
- 1.2 HÀN VÀ CÔNG NGHỆ HÀN.
- 1.2.3 Ứng dụng công nghệ hàn trong các nhà máy sản xuất ô tô.Error! Bookmark not defined.
- 1.3 ROBOT CÔNG NGHIỆP.
- 1.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ ROBOT HÀN ....Error! Bookmark not defined.
- 1.4.4 Thiết kế sơ bộ robot hàn điểm và dây chuyền hàn bằng phần mềm CATIA.
- ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN ĐIỂM Error! Bookmark not defined.
- 2.1 THAO TÁC CÔNG NGHỆ VÀ MÔ HÌNH HÓA ĐIỂM HÀNError! Bookmark not defined.
- 2.4 ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN.
- 2.4.2 Bài toán động học ngược của robot...........Error! Bookmark not defined.
- ĐỘNG LỰC HỌC VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN ĐIỂMError! Bookmark not defined.
- 3.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT HÀN BẰNG PHẦN MỀM DDM.
- TÍNH CHỌN BỘ TRUYỀN VÀ THIẾT KẾ ROBOT..Error! Bookmark not defined.
- 4.1 THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP.
- 4.2 THIẾT KẾ KẾT CẤU ROBOT HÀN Error! Bookmark not defined.
- 4.2.3 Thiết kế kết cấu.
- 9 TỔNG QUAN TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT.
- 9 1.2 HÀN VÀ CÔNG NGHỆ HÀN.
- 10 1.2.2 Phân loại hàn Ứng dụng công nghệ hàn trong các nhà máy sản xuất ô tô.
- 22 1.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ ROBOT HÀN Đối tượng hàn và quá trình hàn Lựa chọn cấu trúc robot hàn điểm.
- 42 ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN ĐIỂM.
- 42 2.1 THAO TÁC CÔNG NGHỆ VÀ MÔ HÌNH HÓA ĐIỂM HÀN.
- 66 ĐỘNG LỰC HỌC VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN ĐIỂM.
- 66 3 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MSC.DYNAMIC DESIGNER MOTION TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT HÀN BẰNG PHẦN MỀM DDM.
- 74 TÍNH CHỌN BỘ TRUYỀN VÀ THIẾT KẾ ROBOT.
- 74 4.1 THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP.
- 94 4.2.2 Tính chọn ổ đỡ, ổ chặn Thiết kế kết cấu Tính bền KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hệ thống robot hàn thân xe ô tô tự động.
- Hình 1.2: Nguyên lý hàn điểm.
- 13 Hình 1.3: Các thành phần chính của hệ thống robot.
- 17 Hình 1.4: Cánh tay robot 6 bậc tự do Hình 1.5: Robot hàn điểm.
- 22 Hình 1.6: Robot phay sản phẩm Hình 1.7: Robot cắt laze.
- 22 Hình 1.8: Robot trên dây chuyền hàn thân xe ô tô.
- 23 Hình 1.9: Robot cấp dỡ phôi Hình 1.10: Robot gắp chi tiết cho máy dập cho máy ép nhựa.
- 23 Hình 1.11: Kích thước cơ bản của thân xe ô tô Hình 1.12: Cấu trúc của robot hàn Hình 1.13: Các modul của phần mềm CATIA.
- 28 Hình 1.14: Giao diện người dùng của CATIA.
- 29 Hình 1.15: Modul Mechanical Design Hình 1.16: Giao diện nhánh Sketcher.
- 31 Hình 1.17: Cách đăng nhập vào nhánh Part Design Hình 1.18: Giao diện nhánh Part Design.
- 32 Hình 1.19: Giao diện nhánh Assembly Design.
- 33 Hình 1.20: Mối liên kết giữa các nhánh khi thiết kế sản phẩm trong CATIA 34 Hình 1.21: Giao diện các thanh Toolbars trong nhánh Generative Drafting..
- 35 Hình 1.22: Mô hình khâu Hình 1.23: Mô hình khâu 1.
- 36 Hình 1.24: Mô hình khâu 2.
- 37 Hình 1.25: Mô hình khâu 3.
- 37 Hình 1.26: Mô hình khâu 4.
- 38 Hình 1.27: Mô hình khâu 5.
- 38 Hình 1.28: Mô hình khâu 6.
- 39 Hình 1.29: Mô hình robot hàn.
- 39 Hình 1.30: Kích thước cơ bản của robot hàn.
- 40 Hình 1.31: Bố trí robot hàn trong dây chuyền hàn thân xe ô tô.
- 41 Hình 2.1: Toạ độ điểm hàn.
- 42 Hình 2.2: Súng hàn kiểu chữ X.
- 43 Hình 2.3: Toạ độ điểm hàn và đầu hàn.
- Hình 2.4: Chiều dài và góc xoắn của một khâu.
- 45 Hình 2.5: Các thông số của khâu: q, d, a và α.
- 45 Hình 2.6: Hệ toạ độ gắn trên các khâu của robot Hình 2.7: Cơ hệ robot hàn và thân xe ô tô.
- 48 Hình 2.8: Giao diện chương trình tính toán động học.
- 62 Hình 2.9: Quỹ đạo khâu 1.
- 62 5 Hình 2.10 Quỹ đạo khâu Hình 2.11: Quỹ đạo khâu 3.
- 63 Hình 2.12: Quỹ đạo khâu 4.
- 64 Hình 2.13: Quỹ đạo khâu 5.
- 64 Hình 2.14: Quỹ đạo khâu 6.
- 65 Hình 2.15: Quỹ đạo chuyển động của đầu mỏ hàn.
- 65 Hình 3.1: Giao diện làm việc và thanh trình duyệt của DDM trong Inventor 67 Hình 3.2: Quy trình sử dụng DDM.
- 69 Hình 3.3: Giá trị mô mem trên khớp 1.
- 71 Hình 3.4: Giá trị mô mem trên khớp 2.
- 72 Hình 3.5: Giá trị mô mem trên khớp 3.
- 72 Hình 3.6: Giá trị mô mem trên khớp 4.
- 72 Hình 3.7: Giá trị mô mem trên khớp 5.
- 73 Hình 3.8: Giá trị mô mem trên khớp 6.
- 73 Hình 4.1 Cấu tạo bộ truyền bánh răng sóng Hình 4.2: Cấu hình dẫn động và tỉ số truyền tương ứng của bộ truyền bánh răng sóng Hình 4.3: Bố trí bộ truyền bánh răng sóng trong cánh tay robot SCARA.
- 83 Hình 4.4: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng cycloid hành tinh.
- 83 Hình 4.5: Sơ đồ tạo hình ăn khớp bánh răng cycloid.
- 84 Hình 4.6: Bộ truyền bánh răng con lăn-epicycloid Hình 4.7: Bộ truyền bánh răng con lăn hypocycloid.
- 85 Hình 4.8: Sơ đồ kết cấu bộ truyền vít bi đai ốc.
- 87 Hình 4.9: Động cơ bước.
- 91 Hình 4.10: Động cơ servo và driver điều khiển.
- 93 Hình 4.11: Đồ thị tải trọng.
- 94 Hình 4.12: Sơ đồ tính lực.
- 98 Hình 4.13: Giao diện tính chọn và kết quả tính chọn ổ đỡ.
- 100 Hình 4.14: Giao diện tính chọn và kết quả tính chọn ổ chặn Hình 4.15 Kết cấu khớp Hình 4.16 Giao diện nhánh Generative Structural Analysis.
- 104 Hình 4.17 Khai báo tải trọng và liên kết cho khâu 0.
- 104 Hình 4.18 Giá trị ứng suất.
- 105 Hình 4.19 Giá trị chuyển vị.
- 7 MỞ ĐẦU Tự động hoá quá trình sản xuất nhằm giải phóng sức lao động của con người, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu suất, làm giảm giá thành sản phẩm và tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm.
- Ngày nay, nhờ có sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, đặc biệt là trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật công nghệ cao như tin học, công nghệ thông tin, điều khiển tự động, robot công nghiệp… đã làm cho việc tự động hoá quá trình sản xuất ngày càng phát triển, công nghệ sản xuất chuyển sang thời kỳ mới: thời kỳ “công nghệ sản xuất tiên tiến” (Advanced Manufacturing Technology) mà trong đó robot công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự động hoá sản xuất.
- Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng robot vào sản xuất tự động được quan tâm nghiên cứu rộng rãi.
- Với những lý do trên, đề tài: “Tính toán, thiết kế và mô phỏng robot hàn trên dây chuyền hàn thân xe ôtô tự động” đã được em chọn làm đề tài luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ.
- Nội dung bao gồm 4 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về tự động hoá sản xuất, công nghệ hàn và robot hàn.
- Chương 2: Động học robot hàn điểm.
- Chương 4: Tính chọn bộ truyền và thiết kế robot.
- 9 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Từ rất lâu, loài người trên thế giới luôn mong muốn chế tạo ra các loại máy có khả năng thay thế sức lao động của mình trong các hoạt động sản xuất ra của cải vật chất và các công việc thường ngày.
- 1.2 HÀN VÀ CÔNG NGHỆ HÀN Trong chế tạo cơ khí, công nghệ hàn đóng một vai trò quan trọng.
- Song song với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì công nghệ hàn cũng có những phát triển tương xứng nhờ việc ứng dụng các thiết bị công nghệ mới vào quá trình hàn.
- Ngày nay, trên thế giới có rất nhiều phương pháp, công nghệ hàn và thiết bị hàn khác nhau từ hàn thủ công (bằng tay của người thợ hàn) cho đến hàn bán tự đông và hàn tự động.
- từ các thiết bị hàn đơn giản, thô sơ và đơn lẻ cho đến những hệ thống, dây chuyền robot hàn bán tự động hoặc tự động hoàn toàn.
- Hình 1.1: Hệ thống robot hàn thân xe ô tô tự động.
- 1.2.1 Khái niệm hàn - Khái niệm hàn: Hàn là phương pháp công nghệ nối các kim loại hoặc phi kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy hoặc 11 dẻo).
- Ưu điểm: Hàn là quá trình công nghệ được ứng dụng rộng rãi để chế tạo và phục hồi các kết cấu và chi tiết.
- Hàn áp lực: Hàn nóng chảy Hàn laser (Laser beam welding) Hàn plasma (Plasma welding) Hàn chùm tia điện tử (Electric beam welding) Hàn hồ quang (ARC welding) Hàn điện xỉ (electrosleg welding) Hàn khí (gas welding) Hàn nhiệt (thermit welding) Hàn hồ quang tay Có lớp khí bảo vệ Có lớp thuốc bảo vệ Hàn áp lực Hàn siêu âm (ultrasonic welding)Hàn nổHàn nguộiHàn điện tiếp xúc (contact welding)Hàn ma sát (friction welding)Hàn khuyếch tán trong chân khôngHàn cao tầnHàn giáp mối (butt welding) Hàn điểm (spot welding)Hàn đường (seam welding)Hàn rèn 13 1.2.3 Ứng dụng công nghệ hàn trong các nhà máy sản xuất ô tô Trong công nghiệp chế tạo ô tô, thân xe ô tô được chế tạo từ các chi tiết rời được hàn lại với nhau bằng phương pháp hàn hồ quang hoặc là hàn điểm.
- Hình 1.2: Nguyên lý hàn điểm Phương pháp hàn điểm nằm trong nhóm hàn áp lực, các liên kết được nối lại với nhau bằng những điểm hàn

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt