浇铸机器人路径模拟设计(2)

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4.1 KUKA Sim Pro软件 24

4.2 建立仿真模型 24

4.3 搭建浇铸机器人平台 28

5 总结 34

6 致谢 35

7 参考文献 36

1 绪论

1.1 浇铸工艺

浇铸工艺在很早以前就已经拥有，随着工业技术的不断发展，大型铸件的质量已经直接影响到了产品的质量，伴随着工业的进步，浇铸技术已经日益成熟。浇铸技术指的是把金属通过高温加热后形成液态金属，再将其灌注到铸型内，待其通过冷却凝固后即能获得所需的铸件。浇铸技术在工业中也是较通常的使用方法，其优点明显：工艺成本低、工业灵活性大。一些较复杂的零件通常是用浇铸制造的，在制造业中占有很大比重。

由于现如今对铸造的质量、精度、成本、安全性等要求的提高，浇铸技术朝着精密化、大型化、自动化、高质量以及清洁化的方向发展。浇铸主要的工艺过程包括：金属熔炼、模型制作、浇铸凝固、脱模清理等，其主要材料是钢、铁、有色合金等等。在这个工程中，由于是熔炼的金属水，温度极高，人工在操作过程中极容易发生安全事故，浇铸机器人的出现解决了这些问题，不仅减少事故的发生，同时也使得铸件质量、精度等都比人工更完善,所以浇铸机器人的出现将会解决浇铸过程中不必要的的麻烦。

1.2 浇铸机器人的概述

目前，现场的工业浇铸主要是以人工为主如图1.1，由于是人工操作导致制造的铸件质量以及精度都不能满足工业的需求，所以工业浇铸机器人也应孕而生。工业机器人是由基座、腰部以及大小臂组成，其中基座及腰部控制其旋转，大小臂控制末端执行器的仰俯运动。工业机器人其运动精度高、效率高能长时间工作并且其稳定性也很好，在恶劣的工作环境中不容易出现错误。人工操作相对于机器人来说标准性不够，不能长时间工作，而且容易发生危险危及人生安全，造成严重的后果。

现场人工浇铸

图1.1 现场人工浇铸

工业机器人是集许多先进科学技术为一体，它是一种可控并且自动化的机械手臂[1]。工业机器人已经广泛运用于许多领域，例如：工业铸件、食品加工、汽车零件铸造等等[5]，工业机器人在各领域中的应用如图1.2。它拥有着许多传统设备不具备的有点，同时还能满足现代化铸造业的行业需求，在铸造业中也扮演着越来越重要的角色。为了实现铸造的可持续生产以及绿色铸造，采用了先进的铸造技术并且还提高了铸造的自动化，浇铸机器人的兴起正是工业机器人自动化技术的充分表现。浇注机器人在工业浇铸上已经有着举足轻重的作用，并且其本身价值以及市场价值极高，对工业市场有着很好的促进作用，相信随着我国工业的不断发展，浇铸机器人也将大有作为。

浇铸机器人的应用

1.3 浇铸机器人的研究目的和意义

美国是最早把工业机器人运用于工业制造中的国家之一，之后日本科学家对工业机器人在浇铸领域使用的可能性进行了研究，之后很多公司对工业机器人浇铸工作进行了自动化的改造。如今，工业机器人在浇铸方面的技术在国际上已经很是成熟，KUKA、ABB和安川等公司也设计出了一些在浇铸领域工作的工业机器人。工业机器人浇铸设计原理图如图1.3 浇铸机器人设计原理图