【正文】 摘 要隨著科技的發(fā)展和工業(yè)需求的增加，焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中所占據(jù)的分量越來(lái)越大，而且焊接技術(shù)的優(yōu)良程度直接影響著零件或產(chǎn)品的質(zhì)量。國(guó)內(nèi)焊接機(jī)器人應(yīng)用雖已具有一定規(guī)模，但與我國(guó)焊接生產(chǎn)總體需求相差甚遠(yuǎn)。因此，大力研究并推廣焊接機(jī)器人技術(shù)勢(shì)在必行。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是運(yùn)用機(jī)械原理和機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)焊接機(jī)器人的實(shí)踐和方法。本次設(shè)計(jì)，是在了解焊接機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)而掌握焊接機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)手臂和腕部進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。合理布置了液壓缸。同時(shí)了解機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)及運(yùn)動(dòng)控制學(xué)。為工業(yè)上焊接機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供理論參考、設(shè)計(jì)參考和數(shù)據(jù)參考，為工業(yè)設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)實(shí)踐的參考。該機(jī)器人具有剛性好，位置精度高、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)。關(guān)鍵字：焊接機(jī)器人 液壓系統(tǒng) 機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) Abstract With the development of technology and the increase in industrial demand, welding in industrial production occupied more and more weight, and excellent welding technology directly affects the degree of the quality of parts or the domestic application of welding robot with a certain scale, but falls far short of the overall demand for , great efforts to study and promote the welding robot technology is imperative. The focus of this design is the use of mechanical theory and design of machinery and equipment design and methods of practice welding design of the welding robot in understanding the basis of the status quo at home and abroad, and then grasp the welding robot and working principle of the internal structure, and structural design of the arm and arrangement of the hydraulic the same time understand the robot mechanical system kinematics and motion control the design of industrial welding robots to provide a theoretical reference, reference and data reference design for industrial designers and design practice, design theory robot has a good rigidity, high precision location, stable characteristics.Keyword:Welding robot；hydraulic system；mechanical structure design目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III第1章 引言 1第2章 焊接機(jī)器人的總體方案 3 總體設(shè)計(jì)的思路 3 自由度和坐標(biāo)系的選擇 3 傳動(dòng)方案論證 4 焊接機(jī)器人的組成 6 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 6 控制系統(tǒng)分類(lèi) 8 焊接機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 8 本章小結(jié) 8第3章 腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 10 腕部設(shè)計(jì)的基本要求 10 腕部結(jié)構(gòu)及選擇 10 典型的腕部結(jié)構(gòu) 10 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的選擇 10 腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 11 腕部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 11 腕部驅(qū)動(dòng)液壓缸的計(jì)算 11 液壓缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算 12 動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘 13 本章小結(jié) 13第4章 臂部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 15 臂部設(shè)計(jì)的基本要求 15 手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 16 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 16 手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 16 手臂直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 17 手臂摩擦力的分析與計(jì)算 17 手臂慣性力的計(jì)算 18 密封裝置的摩擦阻力 18 液壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定 18 19 本章小結(jié) 20第5章 機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 21 21 22 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的計(jì)算 23 手臂偏重力矩的計(jì)算 23 升降不自鎖條件分析計(jì)算 24 手臂做升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 24 軸承的選擇分析 25 本章小結(jié) 25總結(jié) 26致謝 27參考文獻(xiàn) 2828第1章 引言 焊接機(jī)器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）工業(yè)機(jī)器人術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的定義，工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)（Manipulator），具有三個(gè)或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人最后一個(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)連接法蘭，可接裝不同工具或稱(chēng)末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進(jìn)行焊接，切割或熱噴涂。焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。從機(jī)器人誕生到本世紀(jì)80年代初，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的發(fā)展過(guò)程。到了90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不斷提高，而機(jī)器人的制造成本和價(jià)格卻不斷下降。在西方社會(huì)，和機(jī)器人價(jià)格相反的是，人的勞動(dòng)力成本有不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在西方國(guó)家，由于勞動(dòng)力成本的提高為企業(yè)帶來(lái)了不小的壓力，而機(jī)器人價(jià)格指數(shù)的降低又恰巧為其進(jìn)一步推廣應(yīng)用帶來(lái)了契機(jī)。減少員工與增加機(jī)器人的設(shè)備投資，在兩者費(fèi)用達(dá)到某一平衡點(diǎn)的時(shí)候，采用機(jī)器人的利顯然要比采用人工所帶來(lái)的利大，它一方面可大大提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)又可提升企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。雖然機(jī)器人一次性投資比較大，但它的日常維護(hù)和消耗相對(duì)于它的產(chǎn)出遠(yuǎn)比完成同樣任務(wù)所消耗的人工費(fèi)用小。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本還會(huì)大大降低。而機(jī)器人價(jià)格的降低使一些中小企業(yè)投資購(gòu)買(mǎi)機(jī)器人變得輕而易舉。因此，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在各行各業(yè)得到飛速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界在役的工業(yè)機(jī)器人中大約有將近一半的工業(yè)機(jī)器人用于各種形式的焊接加工領(lǐng)域。 焊接機(jī)器人具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、改善工人勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、工程機(jī)械、通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)和兵器工業(yè)等行業(yè)。我國(guó)自上個(gè)世紀(jì)70年代末開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，在技術(shù)和應(yīng)用方面均取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)尤其是制造業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。從目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，焊接機(jī)器人技術(shù)的研究十分活躍，焊接機(jī)器人技術(shù)研究主要集中在焊縫跟蹤技術(shù)、離線(xiàn)編程與路徑規(guī)劃技術(shù)、多機(jī)器人協(xié)調(diào)控制技術(shù)、專(zhuān)用弧焊電源技術(shù)、焊接機(jī)器人系統(tǒng)仿真技術(shù)、機(jī)器人用焊接工藝方法、遙控焊接技術(shù)等七個(gè)方面。新中國(guó)成立后，經(jīng)過(guò)50年的艱苦努力，中國(guó)焊接生產(chǎn)機(jī)械化自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，取得了很大的成就，焊接生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化與自動(dòng)化程度已達(dá)到20%。在以焊接技術(shù)為主導(dǎo)制造工藝技術(shù)的大中型骨干企業(yè)，焊接生產(chǎn)過(guò)程綜合機(jī)械化與自動(dòng)化程度已達(dá)到40%～45%。在機(jī)床、鍋爐、汽車(chē)、化工機(jī)械、工程機(jī)械和重型機(jī)械等國(guó)家重點(diǎn)骨干企業(yè)，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及相應(yīng)配套的自動(dòng)化焊機(jī)、成套焊接設(shè)備、焊接生產(chǎn)線(xiàn)和柔性制造系統(tǒng)，使焊接生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化技術(shù)達(dá)到了國(guó)際90年代初的先進(jìn)水平，進(jìn)入世界先進(jìn)之列。