席志纲[1]2003年在《机器人装配单元的系统研究》文中研究说明现在柔性装配系统在制造业中变的越来越重要，开发一些具有通用性、附加值高的单元设备来满足制造业装配作业的需要，设计一种低成本而且能够拥有高生产率的具有创新思想的装配方案，在生产实际中具有广阔的推广价值，本装配机器人项目为实现这个目标给我们创造了一个很好的机会。在本文中我提出了一种简单易行的机器人装配单元建模方法；详细给出了单元可靠性分配计算的两种方法；推导该SCARA机器人动力学显方程，并运用它对系统进行相应的分析；设计出一种伺服电机——齿轮减速器一体化关节传动装置，同时给出相关的技术描述。
尹志丞[2]2016年在《小型电子产品机器人装配工艺的研究》文中提出机器人自动装配就是用机器人代替人工将零件组合在一起最终形成产品的过程。机器人能够灵活地完成各种动作,尤其对装配过程中的重复性动作有突出优势。在传统的小型电子产品装配中,都是通过人工流水作业的方式完成的。流水作业耗费了大量人力、物力,并且工作效率低下。因此,研究工业机器人在小型电子产品中的装配工艺显得十分必要且具有重要意义。本文以手机为例,针对基于工业机器人的小型电子产品(尺寸外表尺寸在100毫米×100毫米×20毫米以内的电子产品)的自动化装配进行理论研究。主要研究内容如下：1.小型电子产品装配单元的设计。对小型电子产品装配单元布局常见的叁种类型进行了详细介绍；2.装配顺序的控制。以手机后盖装配单元作为实例,对装配线中顺序控制的功能与互锁理论进行了研究。介绍了错误检测和修复措施；3.装配时间及动作分析。以后盖装配单元为例详细讲述了RTM时间分析方法。对于常见的装配动作,提出了一种新的数学表达方法来对其进行表示；4.装配系统的设计。对装配系统的设计及选择进行了研究,其中包括：装配自动化特点,送料方法,装配类型,连接方式,柔顺性。5.手机实例分析。采用优先关系矩阵对手机的装配优先关系进行分析。设计了两种类型的手机装配系统,并对装配系统中的装配单元给出了详细分析。最后,对装配动作及装配时间进行了研究。
张晓峰[3]2014年在《面向非硅MEMS的可重配置微装配系统设计与优化方法研究》文中研究说明非硅MEMS产品在武器装备和民用科研生产领域具有大量需求，装配技术一直以来都是制约其发展的瓶颈技术。为了应对非硅MEMS产品快速发展过程中暴露的装配能力严重不足的问题，本文以某小口径弹药中的非硅MEMS件为研究对象，以实现非硅MEMS件的高精度、高效装配为目标，重点开展了可重配置微装配系统的总体设计方法以及结构优化技术的研究，旨在为微装配系统的设计提供方法指导，并进一步为我国非硅MEMS件的高效批量装配问题提供技术支撑，使我国微小型系统制造水平居于国际一流。本文首先论述了可重配置微装配系统的研究背景，综述了国内外微装配系统的发展现状以及相关设计方法和优化技术的研究情况与应用成果，并针对目前微装配系统研究中普遍存在的以单项技术为突破点、系统集成度较低、系统可重配置性较差、装配效率低以及缺乏系统性的总体设计方法指导等问题，提出本文的主要研究内容：（1）面向非硅MEMS的可重配置微装配系统总体技术：首先分析了非硅MEMS件装配特点以及装配需求，在此基础上提出了具有可重配置特性的面向非硅MEMS的微装配系统总体构架，阐述了可重配置微装配系统的内涵、特点及其应用对象，构建了其总体结构并对其涉及到的关键技术—装配系统组织结构配置形式、输送线技术、自动送料技术、高精度位姿检测技术、位姿调整技术、无损柔性夹持技术、气路技术以及控制技术进行了详细分析并提出了相应的解决方案；按照设计要求，该系统主要由装配执行子系统、辅助子系统以及控制子系统组成，系统内的各个单元可以根据装配需求进行快速可重配置以适应非硅MEMS件结构多样性特点。目前系统样机已研制完成，所研制的系统装配精度＜5μm，装配节拍＜30s，可以实现非硅MEMS件的单件小批量人机协同装配和批量化自动装配。（2）基于模糊聚类理论的可重配置微装配系统模块化设计方法：首先阐述了可重配置微装配系统模块化设计原理，分析了可重配置微装配系统的基本功能需求，构建了改进功能质量屋并且获得了装配需求—子功能关系矩阵，在此基础上确定了可重配置微装配系统产品系列型谱并进行了多级的功能分解；然后在功能分解并将功能模块映射成结构组件的前提下，提出了基于装配单元通用功能完整性和系统可重配置性的模块划分原则，综合考虑了功能相关性、装配对象影响下组件相关性、空间配置相关性、系统精度影响下的相关性等准则，构造了系统组件总体相关性矩阵并应用模糊聚类与模糊评价方法实现了功能模块的聚类；最后以可重配置微装配系统的核心—自主式装配单元为例进行了模块划分并获得了很好的效果。（3）基于改进遗传算法的可重配置微装配系统多目标优化方法：针对可重配置微装配系统中存在组合优化、拓扑优化、尺寸优化等多种优化形式且优化参数会涉及到有理型变量、连续变量等多种变量的情况，本文提出了一种基于浮点数与二进制混合编码的分段基因改进遗传算法来实现系统的优化设计。文中首先阐述了改进遗传算法的分层混合编码方法、多层分段单点交叉原理以及分段变异与非均匀变异结合的双变异操作方法，并确定了改进遗传算法流程；应用改进遗传算法对可重配置微装配系统的拓扑结构进行了优化，综合考虑各功能模块实现方案的相关性，建立了考虑成本、可靠性、效率以及精度四个指标的多目标优化函数模型并通过改进遗传算法求得了最优拓扑结构；在确定系统基本拓扑结构的基础上，应用改进遗传算法对系统的关键组件—基于四连杆机构的无间隙转台以及自主式装配单元总体尺寸变量进行了优化，通过MATLAB仿真以及转台实物测量的方法验证了优化结果的可靠性，试验测定结果显示转台的分辨率可以达到3.5/10000°，单向重复定位精度小于1/1000°；在自主式装配单元尺寸优化过程中，提出了基于正交试验法的二阶响应曲面构造方法并构造了装配执行模块末端微位移与设计变量的函数关系，应用改进遗传算法进行寻优计算获得了最优解，最后通过对最优解进行小范围探测的方法验证了尺寸变量遗传寻优结果的可靠性。（4）面向自主式装配单元动态特性的模态实验研究：在对可重配置微装配系统进行模块划分、拓扑结构优化以及关键设计参数优化后，作者带领设计团队研制了国内第一台面向非硅MEMS的可重配置微装配系统样机，在样机基础上，开展了核心模块—自主式装配单元动态特性的实验研究，建立了自主式装配单元动力学分析有限元模型，分析了系统固有频率和振型，然后通过多点激励多点输出（MIMO）的模态试验方法测定了样机的频率和振型并与有限元结果进行了对比，对比分析表明系统有限元模型建立合理，自主式装配单元整体刚性较好，满足设计要求；最后根据模态试验结果，进行了合理的装配工艺参数设定并对系统的后续局部结构改进提出建议。（5）自主式装配单元精度分析与装配实验：根据自主式装配单元既有静态误差又有动态误差的特点建立了基于多体系统运动学的误差传递模型，分析了待装配件与检测模块之间、基体件与检测模块之间、待装配件与基体之间的相对位姿偏差关系；对于误差传递环节中对装配精度影响较大的误差进行了测定与补偿方法研究，针对装配执行模块Z向位移台的直线度误差，提出了基于在垂直方向进行反向误差补偿的离线直线度补偿方法，误差补偿之后，俯仰和偏摆方向直线度可以达到1μm以下；针对装配执行模块末端相对于随行夹具的水平位姿误差，提出了基于六维力传感器的相对位姿测定与补偿方法，补偿后相对姿态偏差小于0.03°；对影响装配精度的各项误差源进行误差综合，获得最终的系统装配精度为±2.38μm；最后本文进行了可重配置微装配系统的装配序列规划并应用某弹用非硅MEMS件进行了装配试验，装配成功率达到90%，验证了系统的可靠性与装配精度。
李诺, 张丹丹, 顾颢[4]2011年在《自动化装配中快速成型技术的应用实例:快速设计机器人装配小部件生产单元》文中研究指明随着自动化装配小部件产品市场需求的扩大,快速设计并验证机器人装配小部件生产单元的要求也与日俱增。为了解决此类设计中装配件形状多变,定位、通讯复杂等难点,本文以设计如何自动化装配中性笔为实例,展示了如何利用快速成型技术有效提高小部件生产单元的系统设计效率,分析了该方法的优势与不足。
王孝义[5]2006年在《数字化预装配环境下装配序列快速规划技术研究》文中进行了进一步梳理合理的产品装配序列对装配效率的提高、装配成本的降低和装配质量的保证有着重要影响。随着产品复杂性的提高和交货期的缩短，快速、有效地获取产品的优化装配序列已经成为激烈市场竞争环境下企业产品开发的一个必然要求。另一方面，计算机仿真技术、人工智能技术和信息处理技术的飞速发展，为产品装配序列规划技术向着数字化、智能化方向发展提供了条件。因此研究数字化预装配环境下复杂产品装配序列快速规划具有重要的理论意义和工程应用价值。总结了目前国内外有关装配序列规划的研究方法，分析了它们的困难和不足，提出了复杂产品人机协同装配序列两级规划技术。提出了产品装配序列分级规划的思想，在此基础上，提出了装配序列系统级快速规划、支持重构的装配模型及其算法以及装配序列作业级快速规划等一整套装配序列规划技术与方法，实现了交互装配序列规划与自动装配序列规划的有机结合，保证了装配序列规划结果的有效性和规划过程的快速性。提出了基于产品层次结构树重构的装配序列系统级快速规划方法。由工艺人员在数字化预装配环境和产品装配模型的支持下，直接对设计阶段生成的产品层次结构树进行方便的交互重构，实现面向装配生产的子装配体再划分，快速生成满足实际生产需要的产品装配结构树。提出了重构行为有效性和几何可行性的检验算法，以保证子装配体再划分的高效性和正确性。同时，提出了子装配体内部分离运动自由度分析模型的具体计算方法和运算规则，给出了子装配体非稳定性判定条件以及非稳定子装配体的装夹零件选择算法和选用原则，为高效获得合理的装配序列系统级规划方案提供支持。给出了装配模型的信息组成及其总体结构，分析了支持重构的装配模型的基本要求，提出了一种基于装配关系元的产品装配关系模型表达方法，为复杂产品层次结构树的动态重构提供装配模型的灵活维护机制。提出了详细的装配关系变更维护算法以及装配位姿维护方法，实现数字化预装配系统在产品结构树重构过程中自动维护装配模型的一致性、完整性和正确性。提出了基于快速模糊评价的装配序列作业级规划方法。构建了一个具有开放结构的评价指标体系，提出了基于有向图的活动序列相似度的快速计算方法，给出了可行作业级装配序列对基于单因素指标装配性能优良的隶属度的计算原理与计算方法，在上述两方法的支持下，完成单条可行作业级装配序列的快速模糊评判，采用模拟退火算法进行优化作业级装配序列的搜索选择，获取作业级装配序列的全局最优解或近优解。提出了数字化预装配系统的体系结构，研究了CAD系统与数字化预装配系统之间的信息集成方法以及物体间分层递进的碰撞检测方法等有关数字化预装配环境关键实现技术，采用组件化的软件开发方法初步开发了一个数字化预装配系统DPAS以及集成在DPAS中的装配序列规划原型系统RASPS-DPAS，并进行了装配序列规划的实例验证。
周正国[6]2016年在《基于工业机器人的机械产品装配工艺研究》文中研究指明本文旨在探索一种一般化的基于工业机器人的装配工艺理论,以期让基于机器人的自动装配工艺应用推广至更多的行业或领域。首先,探寻机械产品零件的一种数学描述方法,然后从两个零件之间的装配关系出发建立零件装配关系的表示方法,继而在上述基础上建立整体装配工艺的数学描述方法。此外,由于本课题研究的自动装配线是基于工业机器人,所以还需要建立机器人关节数与装配动作之间的一一对应关系。有了上述理论的指导后,以叁阶魔方和柴油机喷油泵两个典型产品为研究对象设计基于工业机器人的自动装配线,这两个产品分别代表塑胶材料的机械产品和金属材料的机械产品,很有代表性,以它们作为实例一方面作为实例阐述上述理论的应用过程,另一方面也通过此实例验证上述理论是否可行,有何优缺点,并在随后以该装配生产线为例,分析基于工业机器人的自动装配工艺,研究机器人装配生产单元的设计过程。机器人装配生产单元的设计部分从生产单元布局、拟定装配工艺、功能分析及循环时间分析、物料搬运及供料系统的设计、装配系统布局和机器人装配线设计典型实例这些方面着手进行,最后总结出机器人装配生产单元的设计特点。通过本课题研究,对基于工业机器人的自动装配工艺的相关理论初步形成了系统的一套理论,并用实例分析和验证其可行性,总结优缺点,可为后面的研究者研究相关课题提供参考,若能在更多的行业或领域中发挥作用,推动机器人自动装配的大量应用,那将是作者最期望的研究结果。
冉宇瑶, 冉祥来, 陈仁际[7]2001年在《可重构多机器人装配单元系统的重构算法及实现》文中研究说明以基于Agent的分布协作式多机器人装配系统———DAMAS为单元重构原型 ,介绍了典型的可重构系统基于协商合作的重构算法 ,采用了改进的合同网协议方法。针对多机器人装配单元重构算法的软件实现 ,采用了先进的分布式对象技术 ,介绍了算法的具体实现方法。
范兴柱[8]2002年在《基于知识的可重构FAS系统及仿真软件的研究与开发》文中提出柔性装配技术是柔性制造技术的重要组成部分之一。近年来柔性装配系统已成为现代制造业发展的重要标志，对它的研究和应用程度一定意义上代表一个国家的高科技和制造业水平。可重构的柔性技术是柔性装配技术的发展方向。知识工程作为一门工程技术学科，作为人工智能的应用分支而提出来，而基于知识工程的智能制造将是未来制造技术发展的重要方向之一。 本文首先讨论了柔性装配技术的由来、发展及柔性装配技术国内外研究情况；然后，讨论柔性装配系统的重构技术，并把知识工程的思想引入到柔性装配的系统中，重点讨论了基于知识调度和实时的信号采集和通讯技术：同时也把基于向导的技术应用到系统之中；还详细介绍了基于知识的可重构柔性装配系统的设计和开发的关键技术。基于以上技术作者自行设计开发了基于知识的柔性装配系统，并对数据采集、通信和仿真部分的软件进行了开发。 本文最后对所作的研究工作及主要成果作了总结，并对柔性装配技术的进一步研究提出了自己的设想。
邵明, 谢存禧, 唐超军[9]1999年在《可重组柔性装配系统发展现状与系统实例》文中研究说明本文介绍了近年来自动装配系统在物流优化、可重组性方面的一些重要进展。以在生产中取得良好效果的日本索尼公司 Ｓ Ｍ Ａ Ｒ Ｔ 柔性装配系统为对象，介绍了具有通用性的零件整列供料装置 Ａ Ｐ Ｏ Ｓ和自动托盘供给装置 Ａ Ｔ Ｃ及机器人装配单元 Ｓ Ｍ Ａ Ｒ Ｔ Ｃ Ｅ Ｌ Ｌ。这些装置和装配单元相结合，提高了装配系统的可重组性。
宋志安[10]2004年在《中型喷浆机器人虚拟样机技术》文中进行了进一步梳理本文根据喷浆机器人二维设计资料和现场使用所暴露出来的问题,考虑到喷浆机器人已经经历了由概念样机、物理样机(试验样机)到较成熟的产品的过渡,尝试逆向设计、逆向验证的方法,指导中型喷浆机器人的再设计。 首先介绍了喷浆机器人的来源和虚拟样机对于喷浆机器人开发的深远意义,应用MathCAD研究喷浆机器人末端执行器——喷枪的运动学方程和雅可比矩阵,在UG环境下实现由2D图形到3D的CAD模型参数化设计以及喷浆机器人机构总体装配,为ANSYS有限元分析与ADAMS的运动学和动力学分析做准备;在ANSYS环境下,对喷浆机器人主要零部件进行了应力与应变分析,对往复臂进行了优化设计;对喷浆机器人6个自由度的液压驱动关节进行设计与建模,改进喷浆机器人的液压控制系统,应用m文件完成了对于俯仰缸的承载分析,对阀控俯仰缸和阀控往复臂驱动马达应用Matlab进行了控制系统的仿真;最后应用ADAMS对各个驱动关节及整机进行了分析,根据喷浆工步设计了喷浆机器人喷浆过程的仿真,并对喷浆机器人的部分主要位姿进行了分析和验证,为喷浆机器人再设计提供了详尽的资料。 通过本课题的研究,试图采用逆向验证的方法找出和预测现有的或待设计的中型喷浆机器人存在的一些问题,来加速中型喷浆机器人性能的改进,使其以最快的速度和优良的性能占领隧道工程建设的市场。本课题研究结束后,将为虚拟样机的工程应用提供一个成功的实例,同时本课题探讨的内容和技术为虚拟样机的研究打下基础,可以方便地应用于其他新产品的研发之中。
参考文献：
[1]. 机器人装配单元的系统研究[D]. 席志纲. 南京理工大学. 2003
[2]. 小型电子产品机器人装配工艺的研究[D]. 尹志丞. 宁夏大学. 2016
[3]. 面向非硅MEMS的可重配置微装配系统设计与优化方法研究[D]. 张晓峰. 北京理工大学. 2014
[4]. 自动化装配中快速成型技术的应用实例:快速设计机器人装配小部件生产单元[C]. 李诺, 张丹丹, 顾颢. 全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集. 2011
[5]. 数字化预装配环境下装配序列快速规划技术研究[D]. 王孝义. 南京理工大学. 2006
[6]. 基于工业机器人的机械产品装配工艺研究[D]. 周正国. 宁夏大学. 2016
[7]. 可重构多机器人装配单元系统的重构算法及实现[J]. 冉宇瑶, 冉祥来, 陈仁际. 机械设计与制造工程. 2001
[8]. 基于知识的可重构FAS系统及仿真软件的研究与开发[D]. 范兴柱. 南京航空航天大学. 2002
[9]. 可重组柔性装配系统发展现状与系统实例[J]. 邵明, 谢存禧, 唐超军. 机械设计与研究. 1999
[10]. 中型喷浆机器人虚拟样机技术[D]. 宋志安. 山东科技大学. 2004