专用焊接机器人毕业设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊专用焊接机器人设计[摘要]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。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。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。从国内外研究现状来看，焊接机器人技术研究主要集中在焊缝跟踪技术、离线编程与路径规划技术、多机器人协调控制技术、专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术、机器人用焊接工艺方法、遥控焊接技术七个方面。本次设计所用的焊接机器人主要用于客车车窗焊缝的焊接。目的是减少人力劳动强度、提高工作效率，可以在一些人工焊接不方便的位置工作，同时减少焊接时的火花及烟雾对人体造成的伤害。设计主要是决定机器人的类型、自由度数、工作的范围。根据设计要求计算缸体、轴、齿轮等部件选用是否合理，能否完成所需工作。[关键词]焊接机器人齿轮轴经济┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Specialweldingrobotdesign[Abstract]Weldingrobothasthestableweldingquality,improvelaborcondition,improvelaborproductivityandothercharacteristics,widelyusedinautomobile,engineeringmachinery,generalmachinery,metalstructureandweaponindustryandotherindustries.Accordingtoincompletestatistics,inserviceoftheworld'sindustrialrobotsforabouthalfofallkindsofweldingprocessingfield.Roboticsisacombinationofcomputer,information,cybernetics,agenciesandsensingtechnology,artificialintelligence,bionicsandothermulti-disciplinaryandformationofthenewandhightechnology.Fromtheresearchstatusathomeandabroad,weldingrobottechnologyresearchmainlyconcentratedintheseamtrackingtechnology,off-lineprogrammingandpathplanningtechnology,multi-robotcoordinatedcontroltechnology,specialtechnology,weldingrobotarcweldingpowersourcesystemsimulationtechnology,robotweldingmethod,weldingtechnologyinsevenaspects.Thedesignusedintheweldingrobotismainlyusedforpassengercarwindowseamwelding.Purposeistoreducehumanlaborintensity,improveworkefficiency,andcanworkinsomemanualweldingarenotconvenientlocation,atthesametimereducetheweldingsparksandsmokewhenthedamagetothehumanbody.Designismainlythetypeofrobot,thedegreesoffreedom,thescopeofwork.Accordingtotherequirementofdesigncalculationcylinderbody,shaft,gearandothercomponentstochoosewhetherreasonable,whethertheworkneededtocomplete.[Keywords]Theweldingrobotgearshafteconomic┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录前言………………………………………………………………………………1第1章焊接机器人概述……………………………………………………………21.1焊接机器人概念…………………………………………………………21.2国内外研究状况及发展趋势……………………………………………21.2.1焊接机器人的发展历程…………………………………………21.2.2焊接机器人国内外应用现状……………………………………21.2.3我国焊接机器人的应用状况……………………………………31.3焊接机器人技术的研究现状…………………………………………41.3.1焊缝跟踪技术……………………………………………………41.3.2离线编程与路径规划技术………………………………………51.3.3多机器人协调控制技术…………………………………………51.3.4专用弧焊电源……………………………………………………61.3.5仿真技术…………………………………………………………61.3.6机器人用焊接工艺方法…………………………………………6第2章焊接机器人信息及选型……………………………………………………82.1技术指标…………………………………………………………………82.1.1技术参数…………………………………………………………82.1.2设计要求…………………………………………………………92.2机器人的选择……………………………………………………………92.2.1圆柱坐标型………………………………………………………92.2.2极坐标型…………………………………………………………92.2.3直角坐标型………………………………………………………102.2.4多关节型…………………………………………………………10第3章拟定总体方案………………………………………………………………113.1基本设计依据……………………………………………………………113.2方案选定…………………………………………………………………113.3总体设计…………………………………………………………………113.3.1选择机型…………………………………………………………123.3.2确定总体性能参数………………………………………………123.3.3总体布局及各部件的结构形式…………………………………12第4章设计计算……………………………………………………………………13┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.1.臂部伸缩油缸的设计计算………………………………………………134.1.1确定活塞杆的材料………………………………………………134.1.2按强度条件确定活塞杆的直径…………………………………134.2垂直升降油缸的计算……………………………………………………144.2.1活塞杆的直径……………………………………………………144.3腕部回转力矩的计算……………………………………………………154.3.1腕部回转支撑的摩擦力矩………………………………………154.3.2惯性力矩…………………………………………………………154.4手臂回转后液压缸的设计计算…………………………………………154.4.1手臂回转时所需的驱动力矩……………………………………154.4.2驱动力矩的计算…………………………………………………164.4.3回转缸内径的计算………………………………………………164.5工作台驱动器缸设计计算………………………………………………164.6调整电机选择……………………………………………………………174.7焊接机械手的驱动系统设计及计算……………………………………174.7.1驱动系统概况……………………………………………………174.7.2计算参数…………………………………………………………184.7.3由已知参数绘制工况图…………………………………………194.7.4拟定液压回路……………………………………………………214.7.5编制程序…………………………………………………………214.8齿轮的计算及校核………………………………………………………234.8.1总传动比的确定…………………………………………………234.8.2设计准则…………………………………………………………244.8.3计算基本尺寸……………………………………………………254.8.4校核齿根弯曲疲劳强度…………………………………………254.9轴的计算及校核…………………………………………………………264.9.1轴材料选择………………………………………………………264.9.2轴的校核…………………………………………………………26第5章经济技术分析………………………………………………………………285.1技术评价…………………………………………………………………285.2产品的经济评价…………………………………………………………28结论…………………………………………………………………………………30致谢…………………………………………………………………………………32参考文献……………………………………………………………………………33┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前言工业机器人是二十世纪五十年代发展起来的机电一体化产品，他是新型独立的自动化装置，他在生产中的应用标志着世界工业技术的发展。工业机器人虽然发展的较晚，但他在生产中的应用却很多。工业机器人可以代替人手的繁重的劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。工业生产中出现的笨重工件的搬运和长期频繁单调的操作，采用机器人都是有效的。此外，他能在高温、低温、深水、宇宙放射线和其他有毒污染环境下进行操作，更显示其优越性，有着广泛的发展前途。为什么机器人会有这么大的功能那？因为机器人的设计是集计算机科学、控制工程、人工智能、传感技术、机构学、机械工程学等为一体的高新技术产品。机器人在生产中的竞争力及企业的应变能力，促进新产品的开发及发展，改变劳动结构以及促进相关学科的技术进步均发挥重大的社会和经济效益。因此，世界各国都很重视机器人技术的发展和其在生产中的应用。当前，我国机器人的发展还处于起步阶段，距发达国家有很大的差距。我们了解客车厂的火车车窗，外框易发生开焊现象其主要原因是质量不过关。他们目前仍采用手工电氩弧焊，这样不仅效率低而且质量差，而且焊接时会产生一种有毒气体，直接影响工人的身体健康，针对这些情况，我们通过仔细的调研，了解具体资料，决定对其产品进行专业焊接机器人的设计。┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章焊接机器人概述1.1焊接机器人概念焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。1.2国内外研究状况及发展趋势1.2.1焊接机器人的发展历程自从世界上第一台工业机器人ＵＮＩＭＡＴＥ于１９５９年在美国诞生以来，机器人的应用和技术发展经历了三个阶段：第一代是示教再现型机器人。这类机器人操作简单，不具备外界信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大限制。第二代是具有感知能力的机器人。这类机器人对外界