涂装生产线三维建模及运动仿真

基于Solidworks的涂装线喷漆室流场仿真分析

基于SolidWorks的涂装线喷漆室流场仿真分析
基于Solidworks的涂装线喷漆室流场仿真分析的原因：近几年，随着计算机三维CAD/CAE/CAM 软件的应用与普及，使得传统的二维机械设计逐步向三维设计转化。

设计构思的表达由原来的二维图纸演变成直接用计算机模拟三维实体模型的虚拟三维实体模型的虚拟产品。

Solidworks就是其中的代表，它是美国Solidworks公司基于Windows 开发的机械设计软件，在windows 环境下为机械设计进行高质量的三维建模，为广大机械设计人员提供了用户界面友好，运行环境更大众化的实体造型环境。

零件设计与装配设计、二维工程图融为一体，使工业界迅速普及三维产品设计技术。

另一方面，Solidworks软件对硬件要求低且运行速度快，具有良好的建模功能和集成能力。

成为三维软件的标准，在工业界得到了广泛的应用。

基于Solidworks的涂装线喷漆室流场仿真分析的步骤：
1.用solidworks对喷漆室建模
2.建立了喷漆室内流场分析模型
3.输入工程设计数据，用solidworkscomosfloxpress进行计算，得到的喷漆
室内流场分布轨迹线图和轨迹球图
4.
基于Solidworks的涂装线喷漆室流场仿真分析的意义：对于此类结构的喷漆室，侧面供风时，喷漆室内流场呈非对称分布。

为改善喷漆室内流场分布的非对称性，将供风口置于喷漆室顶部，并合理地设计供风口的尺寸，可以改善喷漆室内流场的非对称分布状态。

三维动态仿真技术在大型涂装线设计中的应用

三维动态仿真技术在大型涂装线设计中的应用应用三维动态仿真技术可以通过计算机技术进行精确计算和验证分析，减少设计与开发时间，提高系统方案的可行性，减少运营瓶颈的风险，可根据仿真报告提供的数据对系统进行优化设计选择，做出科学决策。

介绍了动态仿真技术在大型涂装线设计中的应用方法。

标签：动态仿真；涂装线；AUTOMOD；计算机1 动态仿真技术应用和方法：（1）计算机仿真软件。

适于三维动态仿真的软件有许多，常用的软件有AutoMod和Flexsim等软件。

其中AUTOMOD是目前比较成熟的三维物流仿真软件，可以通过C语言编程对你所需要的复杂动作进行最接近真实的仿真。

它主要包括了三大模块：AutoMod、AutoStat和AutoView。

（1）AutoMod模块：提供给用户一系列的物流系统模块来仿真现实世界中的物流自动化系统。

（2）AutoView：可以允许用户通过AutoMod模型定义场景和摄像机的移动，产生高质量的A VI格式的动画，用户可以缩放或者平移视图，或使摄像机跟踪一个物体的移动。

（3）Autostat：为仿真项目提供增强的统计分析工具，由用户定义测量和实验的标准，自动在AutoMod的模型上执行统计分析。

（2）建立仿真模型。

根据涂装车间平面布置、输送系统路线、工艺流程建立系统的计算机动态仿真模型，并确立系统基本设备的运行参数。

（3）编写逻辑控制程序。

根据涂装车间的工艺流程和系统的逻辑控制关系设置工件运行的规则，以及工件在工艺过程中所需要的工艺时间等编写逻辑控制程序。

（4）运行仿真系统。

将涂装车间的产能要求、工作时间、设备利用率、生产节拍、各工序工艺时间、各工序工艺链速等参数输入仿真模型系统，运行此仿真系统。

（5）仿真结果分析和优化。

根据动态仿真的运行结果进行分析，分析系统是否存在瓶颈，流程是否畅通，产能能否满足需求。

如果系统运行后，结果有不理想之处，要分析原因，调整方案或者修改参数，进行优化设计，直至能够满足涂装车间的生产要求。

红旗H平台涂装车间物流系统仿真分析

红旗H 平台涂装车间物流系统仿真分析李允升，艾巍，滕继东，朴永灿（机械工业第九设计研究院有限公司，吉林长春130011）来稿日期：2019-12-07作者简介：李允升，（1964-），男，吉林长春人，本科，高级工程师，主要研究方向：非标设备及数字化；艾巍，（1981-），男，吉林长春人，本科，工程师，主要研究方向：机械化输送及数字化1引言仿真是对现实世界的过程或系统随时间运行的模拟。

为了进一步研究系统本身以及系统内部各实体之间的关系，并对系统运行状况进行真实准确的预测，我们可以构建一个真实系统或实体模型进行试验。

然而，实际系统往往极为复杂，且造价即为昂贵，因此，我们需要新的手段来描述系统运行状态，预测系统行为。

模拟仿真既是以一种相对较少的数学假设来描述系统复杂行为的方法，在建立适当的仿真模型后，以电脑进行模拟，以清楚准确的了解系统的行为。

涂装车间的生产物流系统是典型的离散型事件系统，具有随机性、并发性等特点，而且涂装工艺与总装工艺息息相关，涂装车间的物流规划设计复杂，工序多。

Plant Simulation 是面向对象的层次化结构的仿真软件，除了提供丰富的对象库，还能通过SimTalk 语言实现仿真控制策略。

运用该仿真软件建立涂装生产物流系统仿真模型并分析，能够验证方案的合理性，并为制造型企业在生产管理方面做出有效的决策提供支持。

2系统概述及工艺流程2.1系统概述新红旗H 平台涂装车间项目全线采用虚拟安装、虚拟调试、虚拟仿真技术，通过数字化设计，测试从工艺到信号的可行性和可靠性，用虚拟试生产实现从设计到现实生产的无缝衔接。

车间生产能力如下：（1）基数：250天，16h 。

（2）设备开动率：电泳至电泳烘干95%，打磨至注蜡93%。

（3）涂装车间合格产能：25JPH 。

（4）返修率：5%，套色返回5%。

2.2工艺流程（1）焊装车间产出的白车身到达涂装车间，经过打磨、电泳、烘干、喷底漆、喷面漆、密封、返修等一系列加工处理，得到漆后车身。

1汽车涂装车间的数字化虚拟工厂建设与应用

汽车涂装车间的数字化虚拟工厂建设与应用摘要为了确保在当今汽车市场中的竞争力，汽车厂生产制造过程中的不同部分的协调合作越来越被强调。

通过应用数字化虚拟生产，将不同的工程活动，例如，设计评估，过程和材料规划，产品流分析和环境影响分析，结合到一个单独集成模型中运行，这就是数字化虚拟工厂。

在本文中，我们为汽车公司涂装车间提出了一个过程化，合理化的可预期效果。

所以，我们为汽车公司涂装车间构建了一个数字化虚拟工厂。

通过在制造工程中应用数字化虚拟工厂，证明在许多制造工程经营规划和新产品开发过程中，这个数字化虚拟工厂对完成时间和资金花费的节约十分有益。

引言近年来，制造业面临极大的压力，他们运用一种透明可视化产品质量控制在产品开发，生产准备，规划，运营和资源利用方面迫切地提高快速性和高效性。

为了满足世界各地不同区域客户的需求变化，产品开发和生产所需时间和资金必须被减少到极限程度。

因此，大部分制造公司需要一个新的能够同时实现竞争力和快速生产的产品范例。

数字化虚拟制造是一种集成的计算机模型，它代表了物理的方面，逻辑模式和实际制造系统行为。

为创造，评估和监控基于3-D CAD仿真，数据库和电脑网络的分布式机敏制造提供制造工程内容和解决方案。

通常地，数字虚拟制造能够校准并优化制造工程中的许多决定，计划和操作，例如产品设计，设备、夹具和定位装置的设计，过程规划，工厂布局设计，产品和材料流分析，还有各种设备的OLP（离线编程）。

最终，它都能在产品开发和生产中节省时间和开支。

一般的电机企业计划将虚拟生产技术作为数学基础的制造编程而应用于他们的生产系统中是开始于1990年。

这就意味着，每个工程师在制造技术原型前，迫切地需要通过使用基于数学的模型来实现制造集成系统创造，核实，设计和操作。

特别地，许多报道研究了在汽车工厂应用虚拟制造技术的效果，例如，一个整体事务过程的数字虚拟制造的应用调度和策略分析。

使用虚拟制造技术，许多制造中的活动能够被集成，并且在一个系统中实现，因此，制造开支和市场周期能被减少，生产效率可以得到让人侧目的提高。

毕业设计--挖掘机三维建模及运动仿真[管理资料]

教研室主任（签名）系主任（签名）
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
主要内容：运用Pro/E基于特征的参数化建模功能建立玉柴小型液压挖掘机各组成零部件的三维数字化虚拟模型，使用模型组装的方法创建机构连接，进行虚拟装配，通过驱动器给机构添加运动动力，完成挖掘机的运动仿真分析和动力学仿真分析。
基本要求：通过对挖掘机的结构分析掌握挖掘机的工作原理及运动规律。利用Pro/E软件创建挖掘机的三维数字化虚拟模型，对装配体进行运动仿真分析和动力学仿真分析，模拟机构在特定环境中的工作状况，分析其运动规律，并对其做动态的判断，以便尽早发现设计中的缺陷和潜在的不合理之处，及时修改设计方案。
关键词：挖掘机；建模；装配；运动分析
ABSTRACT
Pro / E in excavator design of three-dimensional modeling and motion simulation of the main steps: parametric solid modeling, assembly structure, institutional analysis and generate engineering drawings. Design, applied to the main Pro / E three modules: The first argument of the three-dimensional solid modeling module, the second component assembly module and the third is institutional analysis module.
毕业设计（论文）
挖掘机三维建模及运动仿真
学生：

表面贴装生产线的三维仿真系统_张娜妮

第26卷第2期计算机应用与软件V o l .26N o .22009年2月 C o m p u t e r A p p l i c a t i o n s a n d S o f t w a r e F e b .2009表面贴装生产线的三维仿真系统张娜妮1　姜建国1　王　宇1,21(西安电子科技大学计算机学院　陕西西安710071)2(炮兵指挥学院三系　河北廊坊065000)收稿日期:2007-07-04。

国防预研基金项目(D 1120060967)。

张娜妮,硕士生,主研领域:三维模拟仿真,面向对象程序设计。

摘　要工业生产的实际证明,将虚拟制造技术应用于制造业将大大提高生产效率。

以表面贴装生产过程的虚拟制造为目的,对生产线上5种关键设备(焊膏印刷机、贴装机、回流焊炉、X 光检测仪和飞针测试仪)的外观和内部结构仔细分析的基础上,通过软件与编程相结合的方法对其进行三维建模,并动态仿真其工作过程,逼真再现了生产线的实际生产状况,设计并实现了对表面贴装生产线的三维仿真系统。

将面向对象的开发方法应用于系统设计和实现过程中,使系统具有良好的交互性和可移植性。

该系统为表面贴装生产的虚拟制造提供良好的人机交互平台,与可制造性设计系统相结合,将成功实现表面贴装生产线的虚拟制造。

关键词表面贴装技术　三维建模　面向对象　虚拟制造3DS I MU L A T I O NS Y S T E M F O RK E YD E V I C E SI NS U R F A C EMO U N T I N GT E C H N O L O G YP R O D U C T I O NL I N EZ h a n g N a n i 1　J i a n g J i a n g u o 1　W a n g Y u1,21(S c h o o l o f C o m p u t e r ,X i d i a n U n i v e r s i t y ,X i 'a n 710071,S h a a n x i ,C h i n a )2(A r t i l l e r y C o m m a n dA c a d e m y ,L a n g f a n g 065000,H e b e i ,C h i n a )A b s t r a c t T h e p r a c t i c a l i n d u s t r i a l m a n u f a c t u r e h a s p r o v e dt h a t t h e u s e o f v i r t u a l m a n u f a c t u r e t e c h n o l o g y i n m a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y i n c r e a -s e s t h e p r o d u c t i v i t y g r e a t l y .A i m e d a t v i r t u a l m a n u f a c t u r i n g o f s u r f a c em o u n t i n g p r o c e d u r e ,5k i n d s o f e s s e n t i a l e q u i p m e n t s (s o l d e r i n g t i ni m -p r i n t e r ,s u r f a c e m o u n t i n g m a c h i n e ,r e f l o wm a c h i n e ,X -r a y e x a m i n e r ,f l y i n gp r o b et e s t e r )i nS M T(S u r f a c eM o u n t i n gT e c h n o l o g y )l i n e s w e r em o d e l l e di n 3d i m e n s i o n s b y c o m b i n i n g s o f t w a r e w i t h p r o g r a m m i n g a f t e r a n i n -d e p t h s t u d y o n t h e i r a p p e a r a n c e s a n d i n t e r i o r s t r u c t u r e s ,b y s i m -u l a t i n g t h e i r o p e r a t i o n p r o c e d u r e s ,t h e a c t u a l m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s o f S M T l i n e w a s l i v e l y r e a p p e a r e d ,t h e n 3Ds i m u l a t i o n s y s t e mf o r S M T p r o -d u c t i o nl i n e w a s d e s i g n e d a n d i m p l e m e n t e d .O b j e c t -o r i e n t e d m e t h o d i s a p p l i e d t o s y s t e md e s i g n a n d d e v e l o p m e n t p r o c e s s w h i c h m a k e s t h e s y s -t e mp e r f o r m s w e l l i n i n t e r a c t i v i t y a n d b e i n g t r a n s p l a n t a b l e .T h e s y s t e mp r o v i d e s a f a v o u r a b l e p l a t f o r mo f m a n -m a c h i n e i n t e r a c t i o nt o t h e v i r t u a l m a n u f a c t u r e o f S M T .I n t e g r a t e dw i t h d e s i g ns y s t e mo f m a n u f a c t u r e ,i t w i l l f u l f i l t h e v i r t u a l m a n u f a c t u r i n g o f S M Tl i n e s u c c e s s f u l l y .K e y w o r d s S u r f a c e m o u n t i n g t e c h n o l o g y T h r e e -d i m e n s i o n a l m o d e l l i n g O b j e c t -o r i e n t e d V i r t u a l m a n u f a c t u r e0　引　言科学可视化、计算机动画和虚拟现实已成为近年来计算机图形学的三大热门话题,其技术核心是三维图形。

汽车涂装生产线的三维动态仿真

汽车涂装生产线的三维动态仿真作者：戴曼文章来源：机械工业第四设计研究院点击数：365 更新时间：2009-7-28通过可视化仿真可以实现涂装车间的布局设计和生产过程的动态仿真，而且可以依据仿真结果确定生产线的技术参数以决策生产的意义。

近年来，随着经济全球化、区域经济一体化的加强，汽车工业正面临着越来越激烈的挑战，经历着重大的转折。

汽车行业的高投入、高产出特点要求企业必须在尽可能短的时间内，越过规模经济的门槛。

只有这样，才能保证整车和零部件企业以及相关产业进行经济的生产，才能保证开发能力的投入，才能在国际市场上抢先占有采购优先权，从而降低成本，进一步扩大实力。

因此，扩大生产、提高生产效率成为汽车行业的主要关注点。

作为汽车生产工艺中的重要环节，涂装质量的好坏直接影响人们对汽车质量的评价，涂装生产线也是整车厂中投资最大、运行费用最高、工艺最复杂、涉及管理环节及专业最多的环节。

涂装生产线的规划设计合理性和运行效率直接影响产品质量及生产成本。

传统的涂装生产线规划设计方法是采用平面设计和数学计算相结合的方式，生产线的布局采用对实体简化的方式进行布置，生产线运行的情况则通过计算进行推演，同时根据经验进行优化，并最终指导实际的布局设计。

用数学优化模型描述的布局问题尽管已做了简化，但与实际相差甚远，在算法求解的有限时间内得不到精确解，很难根据复杂的实际变化进行及时修改，更难以直观表现生产线实际运行的情况。

现代生产中企业自动化程度提高，生产系统日渐复杂，生产速度日渐加快，因此在设计系统的时候需要面临很多问题：如何验证系统的设计是否合理，如何确定缓存区的数量和瓶颈区域，如何验证生产大纲以及物流设备的控制逻辑等。

这些问题采用传统的规划设计方法难以解决，在生产线规划设计上，要找到技术性与经济性的最佳结合点，就需要借助于一种新的技术——系统仿真技术来解决。

建立涂装线动态仿真系统的意义动态仿真是以计算机为工具，利用系统模型对生产线进行试验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析研究，进而作出决策的一门综合试验性学科。

基于CAD的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真设计

基于CAD的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真设计基于CAD的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真1 绪论1．1 选题背景目前汽车半轴模锻生产线存在的问题是：工人劳动强度大；生产过程不连续，生产流程无序；工作环境存在着安全隐患；产量不能稳定；故需要对汽车半轴模锻生产线进行设计和改造。

目前，国内外很多科研单位和企业都已经开始着手从事小型自动生产线的研究，并已经取得了一些研究成果，如物流运输类小型自动生产线、装箱类小型自动生产线等。

但是，这些所谓的小型自动生产线基本上只能完成一个工序的动作，无法完整地实现机械加工过程这样复杂的连续性动作，与工程实训的实际需要有很大的差距[1,2]。

因此，研究并开发出一套针对汽车半轴模锻加工过程、融合各种工种和工序的自动生产线是非常重要的。

1．2 汽车半轴模锻自动生产线技术综述1.2.1 汽车半轴模锻自动化生产技术现状我国对汽车半轴制造的研究开展的较晚，还有许多问题需要探讨。

国内半轴自动制造生产线技术比较落后，生产加工环境恶劣，生产效率比较低，环境污染情况比较严重。

大多数生产厂家还没有实现生产的自动化，如图1.1~1.2所示是某汽车半轴制造工厂车间的实际作业情况，从图中可以看出该厂待加工零件和已加工零件随意摆放，严重影响生产环境和效率，在非自动化的生产车间里，工件的运输完全依靠工人，劳动强度大，生产效率地下。

(a) 零件摆放情况(b) 工人工作环境图1.1 生产车间现状图在汽车半轴生产车间生产环境恶劣，设备破旧，通风系统不完善，工作过程完全出于人工操作，如图1.2所示。

(a) 摆(b) 压图1.2 半轴加工设备1.2.2 汽车半轴模锻自动化生产技术发展趋势随着工业生产和科学技术的发展变化，自动化生产技术也发生着阶段性变化。

早期的自动化生产是指用输送机和加工设备等机器代替人的体力劳动即机械化。

后来，由于生产的发展，机械设备的增多，人们控制机器设备的任务日益加重[3]。

关于涂装仿真的思考

关于涂装仿真的思考涂装虚拟仿真技术是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，它的出现给涂装工艺注入了新的活力。

由于产品设计对于涂装工艺能力和车型产品性能均有较大的影响，因此如果能够在前期通过虚拟仿真技术对涂装能力和过程进行分析，将大幅提高产品性能，减少产品设计缺陷，减少实车验证过程中的问题数量及产品开发后期的工作量。

1.通过性仿真分析涂装车间需同时满足多种车型的的生产要求，即多车型的柔性化生产，尽管涂装生产线在设计时是按照柔性化生产设计的，但由于车型设计风格的不断发展、车型款式的不断更新以及车型热点的不断转换，新车型在尺寸、质量和定位孔等车身数据上的差异越来越大，需要新车型在现有涂装线投产前进行通过性分析工作。

三维工厂布局软件能对新车型在涂装车间的通过性进行全面的分析和评估，是数字化虚拟工厂设计、分析和仿真的工具，它能迅速简便地建立、分析和展示可视化的工厂三维立体模型，使新车型的三维数模在虚拟工厂中进行非标设备通过性分析和机械化设备通过性分析。

软件能模拟白车身在各个室体内的运动状态并进行动态分析，分析该车身在通过各个室体时是否存在干涉现象，以确定车身在各个室体的通过性能力。

软件能对滑撬、吊具和台车输送设备等进行模拟装载分析，分析输送系统与车身数模是否干涉、是否满足安全距离等，以确定车身是否满足各工位机械化设备的通过性要求。

2.烘烤仿真分析快节奏的涂装生产需采用烘干炉进行烘干，烘干的目的是通过加热使涂装过程中附着在工件上的涂膜、密封胶等能够迅速固化，提高生产效率。

在工件设计的过程中，涂装工艺部门往往不能准确地评估工件的烘干能力，需要在有试制样后，在生产调试阶段依靠炉温仪测量车身表面在烘干炉中温度的变化情况，进行验证工作。

这种工作模式验证时间靠后，验证周期较长，而且无法准确了解车身腔体内的烘烤温度变化情况。

烘烤仿真软件能模拟工件上漆膜和胶黏剂的烘干过程，模拟墙壁上喷管向车身喷射热空气的影响，能对烘干能力进行准确的评估。

汽车涂装中的仿真和模拟技术的应用

模拟技术原理
模拟技术是通过建立物理模型来模拟实际系统的运行状态和行为的一种技术。
模拟技术可以模拟系统的物理特性和行为模式，为实际系统的设计和优化提供依据。
在汽车涂装中，模拟技术可以用于模拟涂装过程、涂层性能和涂装工艺参数等。
பைடு நூலகம்
仿真和模拟技术在汽车涂装中的应用流程
建立涂装过程的数学模型和物理模型
A 涂装材料选择
通过仿真技术，可以模拟不同涂装材料的性能，从而选择最适合的涂装材料，以达到最佳的涂装效果。
B
C
D
涂装环境模拟
模拟技术可以模拟不同的涂装环境，如温度、湿度、光照等，为涂装提供最佳的环境条件。
涂装质量预测
通过模拟技术，可以预测涂装质量，提前发现潜在问题，避免生产中的浪费和返工。
涂层性能评估
通过模拟技术，可以对涂层的性能进行评估，如耐久性、抗腐蚀性和耐磨性等，以确保产品在实际使用中的性能表现。
CHAPTER
04
仿真和模拟技术在汽车涂装中的优势和挑战
优势分析
降低成本
通过模拟技术，可以在涂装前预测和优化涂装过程，减少实际涂装过程中的浪费，从而降
低生产成本。
提高效率
仿真技术可以帮助快速评估多种涂装方案，加速产品开发和生产流程，提高整体效率。
汽车涂装中的仿真和模拟技术的应用
CONTENTS
目录
• 引言 • 仿真和模拟技术的原理 • 仿真和模拟技术在汽车涂装中的应用实例 • 仿真和模拟技术在汽车涂装中的优势和挑战 • 结论
CHAPTER
01
引言
背景介绍
汽车涂装是汽车制造过程中的重要环节，涉及到材料、工艺、设备等多个方面。

Witness在摩托车油箱涂装生产线系统中的仿真应用

网络与信息化
ｄｏｉ：１Ｏ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５ — １５２Ｘ．２０１４．０９．１３Ｏ
物流技术２０１４年第３３卷第９期（总第３１２期）
Ｗｉｔｎｅｓｓ在摩托车油箱涂装生产线系统中的仿真应用
造是典型的流水线生产作业模式，其生产能力的高低很大程
西安电子科技大学的区伟民教授采用排队论描述物流调度系
１引言
流水生产线是在一定路线上连续输送货物进行生产的一
统，运用并行和串行排队的模型建立物流系统的数学模型，并
对生产线物流系统进行数值计算和仿真分析，验证了物流系统模型的正确性。上述学者结合计算机技术，运用软件仿真技术对生产线物流进行分析、评价，取得了较好的优化结果。本
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷｉｔｎｅｓｓｉｎＭｏｔｏｒｂｉｋｅＯｉｌＴａｎｋＦｉｎｉｓｈｉｎｇＬｉｎｅｓ
ＧｏａｎｇＭｉｎ，ＳｏｎｇＬｉｊｕｎ，ＴａｎＧｕｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５４
分析与改善提供理论依据和仿真模型。［关键ｉ￣］Ｗｉｔｎｅｓｓ软件；摩托车；油箱涂装；生产线；仿真【中图分类号］ＴＰ３９１．９【文献标识￣Ｓ－ｌＡ

喷涂机器人操作机方案设计及仿真分析---优秀毕业论文参考文献可复制黏贴

摘要论文题目：喷涂机器人操作机方案设计及仿真分析学科：机械电子工程作者：王伟（签名）指导老师：黄玉美教授（签名）答辩日期：摘要近年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域获得广泛应用。

我国在机器人的研究和应用方面与发达国家相比还有一定的差距，因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人，如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等，对推广机器人的应用是有重要现实意义的。

论文分析了机器人的现状和发展前景，设计了一种喷涂机器人的操作机方案，用D-H方法建立了坐标变换矩阵，建立了机器人运动学方程，并进行了正、逆解的求解，分析了工作空间。

应用虚拟样机的设计方法，利用参数化设计软件Pro/Engineer来建立机器人本体结构模型，基于Pro/E软件对机器人操作机的主要零部件进行了创建和装配。

并应用Pro/MECHANICA对结构进行了有限元分析。

利用Mechanism/Pro模块将虚拟样机导入到仿真软件ADAMS中，基于ADAMS建立了运动仿真模型，对机器人进行了运动仿真，得到了仿真曲线，验证了机器人方案结构设计和运动分析的合理性和正确性，为机器人的后续研究提供了理论及数据依据。

关键词：机器人操作机、虚拟样机、Pro/E、ADAMSI西安理工大学硕士学位论文Subject: CONSTRUCTION DESIGN AND SIMULATION OF A KIND OF SPRAYING ROBOTSpecialty: Mechanical and Electronic EngineeringAuthor: Wang Wei (Signature)Tutor: Prof. Huang Yumei (Signature)Presentation Date：AbstractIn the past years, the robot technology has been developed greatly and used in many different fields. There is a large gap between our country and the developed countries in research and application of the robot technology so that there will be a great value to study , design and applied different kinds of robots, especially industrial robots，such as welding robot, painting robot and assembly robot etc.Based on larger number of relative literatures and combined with the need of project, the author have designed a kind of spraying robot . At same time, The kinematics analysis was conducted, coordinate trans -formation matrix using D-H method was set up, and the kinematics equation direct solution and inverse solution was deduced, and have analysed work spaces. In this paper, we use the design method of virtual prototype.Through the design software of Pro/Engineer ，we set up the solid model of the robot, and carry on accurate establishment and assembly to the main part of the robot. In order to analyse kinematics and dynamics of the robot, utilize Mechanism/Pro to guide the virtual prototype of the robot into ADAMS software, and set up the simulation model of the movement so that we may do experiments to the robot, have received the simulation curve, and get some experiment results. We also can compare the experiment data with the theoretic stable region and confirm that the robot has good stability, and provide theoretic and data information for further work .Key words: Robot , Virtual prototype, Pro/E , ADAMSII目录目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 国内外工业机器人研究概况 (1)1.2.1 国外概况 (1)1.2.2 国内概况 (2)1.2.3 喷涂机器人应用及发展 (3)1.3 本文研究的主要内容 (3)2 机器人操作机方案设计 (5)2.1 机器人基本技术参数设计 (5)2.2 机器人操作机总体方案设计 (6)2.3 方案说明 (9)3 运动学分析 (10)3.1机器人位姿矩阵的建立 (10)3.1.1 手部姿态和位置的表示 (10)3.1.2 确定杆系的D-H法 (11)3.1.3 杆件坐标系之间的变换矩阵 (11)3.2 运动学正解 (12)3.3 运动学逆解 (14)3.4 工作空间分析 (18)4 机器人的建模及模拟分析 (22)4.1主要CAD软件的比较 (24)4.2 Pro/Engineer软件介绍 (25)4.3 喷涂机器人操作机三维模型的建立 (27)4.4 机器人的Pro/MECHANICA模拟分析 (28)4.4.1 Pro/MECHANICA简介 (29)4.4.2 Pro/MECHANICA模拟分析过程 (30)4.4.3 机器人有限元(FEM)模型建立及求解 (31)5 机器人的仿真分析 (36)5.1 ADAMS软件介绍 (36)5.2 机器人虚拟样机模型建立 (38)5.2.1 Pro/E与ADAMS的接口 (38)5.2.2 Pro/E与ADAMS传递的几个问题 (39)5.3 喷涂机器人的仿真分析 (40)I西安理工大学硕士学位论文6 全文总结 (44)6.1 结论 (44)6.2 研究展望 (44)致谢 (46)参考文献 (47)攻读硕士期间发表的论文 (49)II1绪论1绪论1.1 概述机器人是具有感知、决策、行动和交互功能的智能机器，机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

挖掘机动臂喷漆生产线设计及喷涂轨迹仿真

挖掘机动臂喷漆生产线设计及喷涂轨迹仿真作者：高东强陈可染王国安来源：《中国科技博览》2018年第04期[摘要]挖掘机动臂是挖掘机的主要组成零件，由于其体积大，表面复杂，待喷涂面存在内外两面等特点，动臂的喷涂工艺需要多个机器人协同配合。

针对挖掘机动臂零件体积大，而厂房现有喷涂线空间有限的问题，结合两种不同型号喷涂机器人的参数，设计一个可行的喷涂生产线方案，并对其运动轨迹进行仿真，以验证可行性。

通过设计出的喷涂生产线方案，达到提高效率，节约成本，满足生产需求的目的。

[关键词]喷涂生产线；挖掘机动臂；运动轨迹仿真中图分类号：S808 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0374-011 概述喷涂机器人在工程机械中的应用与日俱增，但是在大型零部件的喷涂过程中还是存在有诸如：喷漆覆盖率不理想、零件与机器人运动相互干涉、机器人布局与喷房空间限制等问题。

本文就是在一个喷房本身受到限制，而待喷涂零件又具有大尺寸、多面待喷等特点的条件下，设计出的一套以6轴喷涂机器人为主结合行走机构的喷涂方案，来达到工厂的生产要求。

2 喷房机械结构组成喷涂工序主要包括：工件屏蔽上线、打磨腻子、喷漆、流平、烘干、工件下线、检查、补漆。

待喷零件按工厂要求，每次悬挂两件进入喷房，由喷涂机器人完成喷涂零件的内外表面。

整个喷涂线的喷涂内容包括：喷漆、烘干、强冷。

整个喷房的机械结构由2台川崎KF193喷涂机器人、1台KF121喷涂机器人、三组行走机构、吊具等构成。

喷房长18m、宽7.5m、高4.8m。

2.1 喷涂机器人本方案所用的是6轴喷涂机器人，机器人底座固定在Z轴方向的行走机构的平台上，KF193喷涂机器人最大工位半径是1973mm，KF121最大工位半径是1240mm。

当2个工件由吊具链接进入喷房后，先移动至工位1由KF121喷涂机器人完成2个零件内侧面的喷涂过程，再通过输送机构将与吊具链接的零件移动至2台KF193喷涂机器人所在工位2，由2台KF193喷涂机器人完成其余零件表面及内表面喷涂。

基于Flexsim的客车涂装生产线的流程仿真研究

基于Flexsim的客车涂装生产线的流程仿真研究秦成;史淑玲;王福芹;盛军德【摘要】介绍了汽车涂装生产线及其生产仿真的意义,在对某工厂涂装生产线优化的基础上,利用Flexsim软件对其建立生产线仿真模型,并对该涂装生产线的两种不同方案进行仿真,为生产线的设计、规划和实施提供了依据.最后对计算机仿真的特点进行了阐述.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2016(029)002【总页数】3页(P54-56)【关键词】客车涂装;物流系统仿真;Flexsim【作者】秦成;史淑玲;王福芹;盛军德【作者单位】;北京北方车辆集团有限公司,北京100072;北京北方车辆集团有限公司,北京100072【正文语种】中文【中图分类】TP391.9汽车涂装生产线系统是汽车制造生产过程的重要组成部分，是涂装生产线生产制造各环节成为有机整体的纽带。

纵观世界上一些知名轿车生产企业，其喷涂生产线正向机械化、自动化、智能化发展。

而与轿车相比，客车车身较高、体积较大，而且品种多、批量小。

因此，客车车身涂装生产线在很多方面有别于轿车车身涂装生产线。

Flexsim软件是美国Flexsim公司开发的一款离散事件商业化系统仿真软件，建模快捷简单且仿真分析能力强大，也是迄今为止世界上惟一一个在图形建模环境中集成了C++IDE和编译器的仿真软件。

Flexsim软件可以模拟生产线上所有的实物对象，机器装备、工作人员、传送带、仓库等，同时数据信息可以用Flexsim丰富的模型库表示出来。

客车喷涂生产物流系统是一个离散事件系统，易受现场随机因素的影响，而生产线的建模仿真能够为生产线的设计及优化提供决策的依据。

本文使用Flexsim软件对某制造企业的一条客车喷涂生产线进行建模和仿真，通过模型的运行找到生产线中的瓶颈工序，并提出优化方案，以提高生产线的生产效率。

Flexsim仿真的基本流程如图1所示。

（1）仿真模型规划：对生产线实际调研，完成相关参数的数据采集，然后建立生产线物流模型，确定生产线布局，构建模型布局。

一种军工生产线涂虫胶工位机械结构设计

一种军工生产线涂虫胶工位机械结构设计发布时间：2023-02-22T00:31:13.369Z 来源：《科技新时代》2022年10月19期作者：闫家超1，徐佳珺1，成材2，王伟2[导读] 为解决军工品生产线中人工涂胶危险系数高、涂胶效果差、涂胶结果判断不准的问题，提出一套基于Solidworks三维建模软件的应用于军工品自动化生产线的具有柔性的自动涂虫胶专机机械结构设计方案，简述专机结构组成与机构运动过程。

闫家超1，徐佳珺1，成材2，王伟2（1.沈阳理工大学，辽宁省沈阳市 110000；2.淮海工业集团有限公司，山西省长治市 046012）摘要：为解决军工品生产线中人工涂胶危险系数高、涂胶效果差、涂胶结果判断不准的问题，提出一套基于Solidworks三维建模软件的应用于军工品自动化生产线的具有柔性的自动涂虫胶专机机械结构设计方案，简述专机结构组成与机构运动过程。

以某种弹体为例，介绍一种基于视觉识别技术的钢码识别与涂胶结果识别方法。

研究结果表明：通过对自动涂胶专机的设计可实现“机代替人”的理念，解决了人工涂胶高危险、涂胶效果差的问题；在专机中引入视觉识别技术解决了涂胶结果判断不准的问题。

关键词：涂虫胶；军工品；视觉识别；机械结构随着科学技术的发展，机器涂胶代替人工涂胶的理念开始在各领域中得到关注。

沈飞、高建森等[1-3]在对于加工生产中涂胶工位的研究中均提出人工涂胶具有很多弊端，因此对于机器涂胶代替人工涂胶的转变进行研究，实现了机器涂胶在制鞋企业以及车企中的应用。

目前大多数军工企业仍采用人工的方式进行涂胶，不仅会导致涂胶不均匀的情况发生，对涂胶人员的人身安全也有很大威胁，并且在实际生产中还存在对于涂胶成功与失败始终得不到有效判定的问题。

因此对于在军工品生产中的涂胶专机的研究刻不容缓。

本文对军工品生产中涂胶专机进行机械结构设计[4]，介绍一种基于视觉识别技术的钢码识别与涂胶结果识别方法。

1 涂虫胶专机机械结构设计军工品自动涂虫胶工位以弹体涂胶为例，如图1所示为涂胶专机总装配图，其主要由顶升机构、皮带轮机构、涂胶机构等部分组成。