“慧鱼”工业机器人的三维实体建模及仿真
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兰州交通大学毕业设计（论文）
摘要
“慧鱼”工业机器人的三维实体建模及仿真
工业机器人作为现代制造技术发展的重要标志之一和新兴技术产业， 已为世人所
认
同，并正对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生了重要影响。本设计从工业机
器人的发展为引线，
阐述了工业机器人以及焊接机器人的发展和应用现状，分析介绍了
焊接机器人系统的组成、特点和发展趋
势。然后以德国“慧鱼”焊接工业机器人模型为
基础，并对其所有模型零件进行了系统的测绘和记录，并
运用美国参数技术公司开发的
以参数化设计著称的产品设计软件ProE对“慧鱼”焊接工业机器人模型
的零件逐一地
进行了三维建模，再运用ProE装配对零件进行了装配并对工业焊接机器人模型的三维<
br>实体模型进行了仿真和部分的应力结构分析。
关键字：慧鱼创意组合；工业机器人；焊接机器人；ProE；三维仿真。
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兰州交通大学毕业设计（论文）
“fisher”
industry robot's
three dimensional entity
modelling and simulation
abstract
The industrial robot takes one of important
symbols in modern technique of manufacture
development and the emerging technological
industry, has been widely recognized by the
whole world, and is in all areas of modern
high-tech industries as well as the lives of the
people had a major impact. The design of the
development of industrial robots from the lead,
industrial robots, and described the
development and application of welding robots,
analyzed
describes the composition of the
welding robot system, characteristics and trends .
Then the
German industrial robots welding
Fischertechnik model, and its parts all models of
the system
mapping and records, and using
technology developed by the U.S. argument for
parametric
design software, product design,
known for Pro E on Fischer model of industrial
robots
welding the parts one by one carried
out three-dimensional modeling, and then use Pro
E
assembly of parts and assembly of industrial
welding robot model three-dimensional solid
model simulation and structural analysis of
some of the stress.
Key words:
fischertechnik creative combined ；Industry robot;
The welds robot; ProE;
Three dimensional
simulation
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兰州交通大学毕业设计（论文）
目 录
1绪论 ..................
..................................................
..................................................
....................................... 1
1.1工业机器人的发展与应用 ...............................
..................................................
.............................. 1
1.1.1工业机器人的发展及应用领域 ...........................
..................................................
............... 1
1.1.2工业机器人的国内外发展现状及趋势 ......
..................................................
........................ 3
1.2焊接机器人的应用与展望 ....
..................................................
..................................................
....... 4
1.2.1焊接机器人的发展历程 ....................
..................................................
.................................. 4
1.2.2焊接机器人的应用和技术现状 ...........................
..................................................
............... 5
1.2.3焊接机器人的发展趋势 ............
..................................................
.......................................... 5
1.3. ProENGINEER软件系统 ........................
..................................................
................................. 7
1.3.1
ProENGINEER系统概况及特点 ...............................
..................................................
.... 7
1.3.2 软件应用状况及影响 .......................
..................................................
.................................. 8
1.3.3用该软件建立三自由焊接机器人零件的特点 .....................
............................................... 8
2 “慧鱼”焊接工业机器人的工作原理解析 .........................
..................................................
.................. 9
2.1慧鱼焊接工业机器人的整体设计思路 .....
..................................................
.................................... 9
2.2
“慧鱼”焊接工业机器人的工作原理 .................................
..................................................
....... 9
3 “慧鱼”工业机器人.........................
..................................................
..................................................
.. 12
3.1慧鱼创意组合模型的概况及运用 ......................
..................................................
......................... 12
3.2
“慧鱼”机器人的基本构件和用法 ..................................
..................................................
...... 13
3.2.1慧鱼的特点 .........................
..................................................
............................................... 13
3.2.2 基本构件....................................
..................................................
....................................... 15
3.3
“慧鱼”常用机构和拓展设计 ....................................
..................................................
.............. 20
4 “慧鱼”工业焊接机器人模型的建模及虚拟运动仿 ...
..................................................
...................... 24
4.1 零件建模 ..........
..................................................
..................................................
....................... 24
4.1.1 建立标准件 .......
..................................................
..................................................
.............. 24
4.1.2 参数化建模 ................
..................................................
..................................................
..... 25
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兰州交通大学毕业设计（论文）
4.1.3 建立三自由度工业焊接机器人模型零件库 .....................
................................................
26
4.2 三自由度工业焊接机器人模型装配 .......................
..................................................
................... 26
4.3 运动仿真 ..............
..................................................
..................................................
..................... 30
致谢 ..................
..................................................
..................................................
........................................ 33
参考文献 .........................................
..................................................
..................................................
......... 34
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兰州交通大学毕业设计（论文）
1绪论
1.1工业机器人的发展与应用
1.1.1工业机器人的发展及应用领域
工业机器
人是一种典型的光、机、电一体化高科技产品，一般指在工厂车间环境中，
配合自动化生产的需要，代替
人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机
器人。工业机器人的定义为:一种自动定位控制
、可重复编程的、多功能的、多自由度
的操作机.操作机定义为:具有和人的手臂相似的动作功能，可在
空间抓放物体或进行其
它操作的机械装置.工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和
检测传
感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可复编程、能在三维空间完成各种作业的机
电
一体化自动化生产设备.特别适合于多品种、变批量的柔性生产.它对稳定、提高产品
质量，提高生产效
率改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用.1959年
被称为“工业机器人之父”的美
国发明家约瑟夫·英格伯格与德沃尔联手制造出世界上
第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机
器人制造工厂Unlmation公司.1962
年美国ANJ公司生产出的“VERSTRAN”(意
思是万能搬运)成为真正商业化的工业机器人，
掀起了全世界对机器人研究的热潮.从20世纪60年代
后期开始，搬运、喷漆、弧焊机
器人相继在生产中得到应用。从20世纪70年代开始，机器技术的研究
重点被放在对外
部传感器和控制方法的研究上.20世纪80年代以后，在着重研究机器人视觉的同时，
机
器人先进控制方法和应用领域不断的进步和扩展.从上世纪90年代开始，随着计算机技
术和
光、机、电一体化以及网络技术的深入发展，出现了娱乐、洗尘、警卫等多种贴近
生活的智能机器人。值
得一提的是，日本虽然研制机器人的时间比美国晚了约10年，
但是他们从最初的购买美国的成熟产品和
技术，到自己开始大规模的研究，到现在已经
形成一个相当大的机器人产业。按照日本的数据统计，日本
机器人数量占了世界总数的
一半以上。我国机器人的研究和开发可以追溯到六十年代，但直到七十年代中
期，全国
大约240多家单位中的大多数仍停留在程控机械手这一低水平的重复研究上，到八十年
代中期863计划实施前，全国还没有一台示教再现式关节型机器人产品问世，更谈不上
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