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沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械制造系
目 錄
摘 要 1
前 言 3
第1章 焊接機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì) 4
1.1 概述 4
1.2 基本技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì) 5
1.3 焊接機(jī)器人的主要組成 5
第2章 焊接機(jī)器人底座的設(shè)計(jì) 7
2.1 底座的工作方式 7
2.2 底座的電動(dòng)機(jī)的選擇 7
2.3 底座上諧波齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 8
2.4 底座軸的設(shè)計(jì) 10
2.5 底座傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) 12
2.6底座軸承的選擇 14
第3章 焊接機(jī)器人大臂的設(shè)計(jì) 16
3.1 大臂的工作方式 16
3.2 大臂電動(dòng)機(jī)的選擇 16
3.3 大臂上諧波齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 17
第4章 焊接機(jī)器人小臂的設(shè)計(jì) 19
4.1 小臂的工作方式 19
4.2 小臂電動(dòng)機(jī)的選擇 19
4.3 小臂上諧波齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 19
第5章 焊接機(jī)器人手腕的設(shè)計(jì) 22
5.1 機(jī)器人手腕的設(shè)計(jì)要求 22
5.2 手腕工作方式 22
5.3 手腕電動(dòng)機(jī)的選擇 23
5.4 手腕軸承的選擇 24
第6章 焊接機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì) 26
6.1 機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)要求 26
第7章 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29
7.1電氣設(shè)備概述 29
7.1.1電氣控制的變壓系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 29
7.1.2電氣控制的部分設(shè)計(jì) 29
7.2 PLC的應(yīng)用 31
結(jié) 論 38
謝 辭 39
參考文獻(xiàn)與附錄 40
2
摘 要
本次設(shè)計(jì)是焊接機(jī)械手設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求我們運(yùn)用機(jī)電的知識(shí)完成，其設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括，機(jī)械手的設(shè)計(jì)，電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
此次設(shè)計(jì)的焊接機(jī)械手實(shí)際是五自由度的關(guān)節(jié)機(jī)器人。采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、微機(jī)控制，結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圍大，動(dòng)作靈活，不僅用于弧焊作業(yè)，還可用于搬運(yùn)和裝配作業(yè)。
弧焊機(jī)器人在通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用。弧焊機(jī)器人是包括各種電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng)，而不只是一臺(tái)以規(guī)劃的速度和姿態(tài)攜帶焊槍移動(dòng)的單機(jī)，因而對(duì)其性能有著特殊的要求。在弧焊作業(yè)中，焊槍應(yīng)跟蹤工件的焊道運(yùn)動(dòng)，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要指標(biāo)。一般情況下，焊接速度約取5-50mm/s，軌跡精度約為±（0.2-0.5）mm。
電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是運(yùn)用機(jī)電傳動(dòng)的知識(shí)，即PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制，PLC控制系統(tǒng)有西門子系統(tǒng)，歐姆龍系統(tǒng)等。
關(guān)鍵詞：焊接 機(jī)械手 機(jī)器人 電器控制
Abstract
This design is the welding apparatus manipulator design, in the design process, requests us to utilize the mechanical and electrical knowledge to complete, its design content mainly includes, manipulator's design, content and so on electrical system design.
This design welding apparatus manipulator is five degrees of freedom joint robots actually. Uses step-by-steps the motor-driven, the microcomputer control, the structure compact, operating region big, the movement is flexible, not only uses in the arc welding work, but also may use in transporting and the assembly work.
The arc welding robot in the general machinery, the metal structure and so on in many professions obtains the widespread utilization. The arc welding robot is includes each kind of arc welding supplementary installation the flexible welding system, but not only by the speed and the posture which plans carries the single engine which the welding torch moves, thus has the special request to its performance. In the arc welding work, the welding torch should track the work piece the weld bead movement, and the unceasing filler metal forms the welded joint. Therefore in the rate process the speed stability and the path precision are two important targets. In the ordinary circumstances, the welding speed takes 5-50mm/ approximatelyS, the path precision is approximately ± (0.2-0.5) mm.
The electrical system design is the utilization mechanical and electrical transmission knowledge, namely the PLC system carries on the control, the PLC control system has the Simens system, the ohm dragon system and so on.
Key word: Welding apparatus manipulator robot electric appliance control
前 言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，全國(guó)高教機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)第三次會(huì)議記要指出，“畢業(yè)設(shè)計(jì)題目應(yīng)該以產(chǎn)品（或工程）設(shè)計(jì)類題目為主，尤其要鼓勵(lì)去工廠從高真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以得到所學(xué)過(guò)的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來(lái)做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作，提供全面的鍛煉機(jī)會(huì)。