机器人焊接论文.doc

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________机器人焊接论文摘要随着科技的发展和工业需求的增加,焊接技术在工业生产中所占据的分量越来越大,而且焊接技术的优良程度直接影响着零件或产品的质量。国内焊接机器人应用虽已具有一定规模,但与我国焊接生产总体需求相差甚远。因此,大力研究并推广焊接机器人技术势在必行。本设计的重点是运用机械原理和机械制造装备设计方法设计焊接机器人的实践和方法。本次设计,是在了解焊接机器人在国内外现状的基础上,进而掌握焊接机器人内部结构和工作原理,并对手臂和腕部进行结构设计。合理布置了液压缸。同时了解机器人机械系统运动学及运动控制学。为工业上焊接机器人的设计提供理论参考、设计参考和数据参考,为工业设计者提供设计理论和设计实践的参考。该机器人具有刚性好,位置精度高、运行平稳的特点。关键字:焊接机器人液压系统机械机构设计AbstractWiththedevelopmentoftechnologyandtheincreaseinindustrialdemand,upiedmoreandmorewagoodrigidity,highprecisionlocation,:Weldingrobot;hydraulicsystem;mechanicalstructuredesign目录摘要 IAbstract II目录 III第1章引言 1第2章焊接机器人的总体方案 3总体设计的思路 3自由度和坐标系的选择 3传动方案论证 4焊接机器人的组成 6执行机构 6控制系统分类 8焊接机器人的技术参数 8本章小结 8第3章腕部结构的设计及计算 10腕部设计的基本要求 10腕部结构及选择 10典型的腕部结构 10腕部结构和驱动结构的选择 10腕部结构设计计算 11腕部驱动力计算 11腕部驱动液压缸的计算 11液压缸盖螺钉的计算 12动片和输出轴间的连接螺钉 13本章小结 13第4章臂部结构的设计及计算 15臂部设计的基本要求 15手臂的典型机构以及结构的选择 16手臂运动机构的选择 16手臂直线运动的驱动力计算 17手臂摩擦力的分析与计算 17手臂惯性力的计算 18密封装置的摩擦阻力 18液压缸工作压力和结构的确定 18活塞杆的计算校核 19本章小结 20第5章机身结构的设计及计算 21机身的整体设计 21机身回转机构的设计计算 22机身升降机构的计算 23手臂偏重力矩的计算 23升降不自锁条件分析计算 24手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 24轴承的选择分析 25本章小结 25总结 26致谢 27参考文献 28第1章引言焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。为了适应不同的用途,机器人最后一个轴的机械接口,通常是一个连接法兰,可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接,切割或热喷涂。焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。从机器人诞生到本世纪80年代初,机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了90年代,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速发展。工业机器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不断提高,而机器人的制造成本和价格却不断下降。在西方社会,和机器人价格相反的是,人的劳动力成本有不断增长的趋势。在西方国家,由于劳动力成本的提高为企业带来了不小的压力,而机器人价格指数的降低又恰巧为其进一步推广应用带来了契机。减少员工与增加机器人的设备投资,在两者费用达到某一平衡点的时候,采用机器人的利显然要比采用人工所带来的利大,它一方面可大大提高生产设备的自动化水平,从而提高劳动生产率,同时又可提升企业的产品质量,提高企业的整体竞争力。虽然机器人一次性投资比较大,但它的日常维护和消耗相对于它的产出远比完成同样任务所消耗的人工费用小。因此,从长远看,产品的生产成本还会大大降低。而机器人价格的降低使一些中小企业投资购买机器人变得轻而易举。因此,工业机器人的应用在各行各业得到飞速发展。据不完全统计,全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点,广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。我国自上个世纪70年代末开始进行工业机器人的研究,经过二