【正文】 根據(jù)給出的阻力 Ff = 500N 2）慣性力： 慣性力主要是由于換向閥突然換向，改變油路流通方向。 基于庫卡機(jī)器人的移動(dòng)升降平臺(tái) 液壓傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 共 37 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3章 系統(tǒng)負(fù)載分析和負(fù)載圖的編制 ： 圖 31 平臺(tái)輪子外形 圖 支腿水平時(shí) 要求：車身的重量大致平均分配到前后兩個(gè)大小輪上，通過分析得出 受力圖 32,33: 圖 32 支腿油缸受力分析詳 圖 圖 33 支腿油缸受力分析 圖 此時(shí)，支腿油缸呈現(xiàn)水平狀態(tài)。 ： 1） 當(dāng)升降桿沒有放下時(shí)，前進(jìn)液壓馬達(dá)不得動(dòng)作，防止重心升高，在遇到前沖或是地面不平整時(shí)，平臺(tái)重心移出四輪之外，造成翻車事故。 2）主油缸； 要求主油缸能在任意位置上停留，且當(dāng)油缸進(jìn)油口卸去壓時(shí)主油缸不能下降。 （ 注： 這里的卸壓并非沒有壓力，只是油缸中保持一定壓力，使車身的重量分布在大小輪上。 5． 油缸位于升降桿與變位托盤之間，用于改變庫卡機(jī)器人移出的距離，改變工作范圍。 基于庫卡機(jī)器人的移動(dòng)升降平臺(tái) 液壓傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 共 37 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 本課題現(xiàn)有 技術(shù) 情況 分析 目前在庫卡機(jī)器人領(lǐng)域主要還是地面固定的安裝方式，有少數(shù)的庫卡機(jī)器人采用龍門吊的安裝方式。而且對(duì)于中小型企業(yè)而言，如果前期投入如此多的庫卡機(jī)器人，必然增加設(shè)備金額投入，而后期的維修保養(yǎng)也是個(gè)問題，這都會(huì)影響企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)。然而對(duì)于一些特殊行業(yè)、特殊地點(diǎn)，這些方法就存在局限 性。 本論文試著設(shè)計(jì)一種適用于庫卡機(jī)器人的升降移動(dòng)式安裝平臺(tái)， 使得庫卡機(jī)器人 在保證 它 原有的功能 基礎(chǔ)上 ， 還 添加移動(dòng) 和 升降的功能 。讓庫卡機(jī)器人能實(shí)現(xiàn) 一 臺(tái)機(jī)器多個(gè) 區(qū)域使用，減少企業(yè)資金投入、 解決大型零件移動(dòng)困難的問題、提升庫卡機(jī)器人的工作高度及范圍。 主要的新問題如下：首先，針對(duì)添加物料輸送機(jī)構(gòu)的方式。 目前擁有的中小型企業(yè)數(shù)量在日益增長(zhǎng)。為滿足工作范圍等一些問題，有些庫卡機(jī)器人 通過加長(zhǎng)機(jī)械臂解決問題。 、順序 圖 22 平臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)布局 圖 基于庫卡機(jī)器人的移動(dòng)升降平臺(tái) 液壓傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 共 37 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1）直進(jìn)直退： 主油缸、支腿油缸、轉(zhuǎn)向油缸、變位油缸、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)無動(dòng)作； 前進(jìn)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。） 7) 車輪翹起： 轉(zhuǎn)向油缸、變位油缸、前進(jìn)液壓馬達(dá)、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)無動(dòng)作； 支腿油缸前 1 縮回 、支腿油缸前 2 縮回 、支腿油缸后 1 縮回 、支腿油缸后 2 縮回 。 3）轉(zhuǎn)向油缸 ： 要求當(dāng) 油缸位于中間位置或油缸行程末端時(shí)，油缸不能受外力推動(dòng)以保證方向的穩(wěn)定性。 2） 當(dāng)前進(jìn)液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)，四個(gè)轉(zhuǎn)向油缸不得同時(shí)伸出或縮回，防止突然制動(dòng)造成前沖損害機(jī)械部件，甚至 引發(fā)人身安全事故。已知： α1 = 45176。使得負(fù)載在極短的時(shí)間內(nèi)改變運(yùn)動(dòng)方向。 并得： ??2 cosα3 ??2 ????????5 = ??1 ??1 cosα5 → ??2 = 41630N ??1 = ??/4 支腿完全翹起狀態(tài) 負(fù)載 分析： 支腿完全翹起時(shí)，車身的重量全部加載 大輪上，支腿油缸受到的力只來自于支腿本身的重量，通過分析得出 受力圖 35： (這里假設(shè)四個(gè)輪子的中質(zhì)量為 1500Kg) 圖 35 支腿油缸受力分析 圖 此時(shí)，活塞位于油缸行程的起始，所以 CE 長(zhǎng)度 = 530 – 150 / 2 = 455mm 再由 受力平衡 得： ??3 cosα3 ??2 cosα5 = ?????? 4? ??1 cosα5 → ??3 = 5670N 總 負(fù)載 分析 ： 忽略支腿油缸動(dòng)作時(shí)的慣性等影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率為 ηm = ,則液壓缸在動(dòng)作時(shí)基于庫卡機(jī)器人的移動(dòng)升降平臺(tái) 液壓傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 共 37 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 的幾個(gè)負(fù)載如下： 1）水平狀態(tài)： ?? = ??1 / = 13800N 2) 支起狀態(tài)： ?? = ??2/ = 43800N 3) 翹起狀態(tài)： ?? = ??3/ = 5970N 負(fù)載圖： 圖 36 支腿油缸負(fù)載變化分析 圖 油缸的負(fù)載分析： 1）摩擦阻力： 因?yàn)闄C(jī)器人是安裝于托盤之上，托盤與軌道之間的摩擦方式為滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力較小。當(dāng)然，平臺(tái)自身的移動(dòng)途徑很多，比如通過操控臺(tái)人工控制、簡(jiǎn)單的路徑編制等等。馬達(dá)的啟動(dòng)與停止要求加速度不能過大，防止沖擊。 當(dāng)車身基于庫卡機(jī)器人的移動(dòng)升降平臺(tái) 液壓傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 共 37 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 放下或是在前進(jìn)后退的狀態(tài)下，支腿油缸中卸除多余的壓力，通過背壓閥保留一部分壓力，使得車身的重量能夠分布在大小輪上。 6) 車身放下 ： 轉(zhuǎn)向油缸、變位油缸、前進(jìn)液壓馬達(dá)、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)無動(dòng)作； 支腿油缸前 1 卸壓、支腿油缸前 2 卸壓、支腿油 缸后 1 卸壓、支腿油缸后 2 卸壓。 4． 液壓馬達(dá)位于車身與底盤之間，用于改變車身與底盤的旋轉(zhuǎn)角度。讓庫卡機(jī)器人能夠跨工位工作、高度升降、車間區(qū)域管理與控制等任務(wù)。于此可見，這樣的繁雜的生產(chǎn)前期準(zhǔn)備會(huì)嚴(yán)重影響到企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)運(yùn)行周期，會(huì)帶給企業(yè)不小的經(jīng)濟(jì)損失。 這兩種問題解決方法，在現(xiàn)代汽車、制藥、冶金領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。 為擴(kuò)大庫卡機(jī)器人的工作范圍，提高其工作效率，增大 它的 使用領(lǐng)域。 該 移動(dòng)升降 平臺(tái)主要包括 ： 移動(dòng)底盤、旋轉(zhuǎn)車身、升降支柱以及外伸變位機(jī)構(gòu)。當(dāng)產(chǎn)品體積過大且不便于運(yùn)輸時(shí)，挪動(dòng)物料而選擇庫卡機(jī)器人靜置的工業(yè)生產(chǎn)方式是吃力不討好，舉例： 對(duì)于機(jī)器人焊接組裝飛機(jī)的案例來講，挪動(dòng)飛機(jī)選擇機(jī)器人不動(dòng)的方式是 愚蠢之極。在面臨多變的市場(chǎng)環(huán)境、金融危機(jī)的壓力以及現(xiàn)代化進(jìn)程步伐的因素下，這些中小企業(yè)紛紛選擇效仿先進(jìn)制造技術(shù)，進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。但 能讓庫卡機(jī)器人實(shí)現(xiàn)任意移動(dòng)和自由升降的安裝方式還是空前。 2）前進(jìn) 、 后退時(shí)轉(zhuǎn)向： ◆ 前進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)向： 支腿油缸、變位油缸、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)無動(dòng)作； 轉(zhuǎn)向油缸前 轉(zhuǎn)向油缸前 伸出或縮回； 前進(jìn)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)。 8）車身回轉(zhuǎn)： 支腿油缸、轉(zhuǎn)向油缸、變位油缸、前進(jìn)液壓 馬達(dá) 無動(dòng)作； 轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。 4） 變位油缸： 要求機(jī)器人在完成旋轉(zhuǎn)、甩臂等動(dòng)作時(shí)，機(jī)器人不能因?yàn)閼T性而改變位置，所以變位油缸需油缸鎖緊裝置。 3） 在前進(jìn)液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)，四個(gè)支腿油缸可以相互動(dòng)作，以便調(diào)節(jié)車身水平位置。 L1=800mm L2=650mm α4 為直角。在這里對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的改變時(shí)間沒有特別的要求 假設(shè)在 1s 內(nèi)啟動(dòng)與停止 ， 于由慣性沖擊多余的流量也會(huì)通過溢流閥溢出。 且 CE 段長(zhǎng)度為 530mm 由受力分析簡(jiǎn)化圖得： ??1 cosα3 ??2 cosα5 = ??1 ??1 cosα5 → F1 = 13175N 負(fù)載 分析： 支腿 完全支起時(shí)，車身的全部重量將加載在前面的小輪上，通過分析得出 受力圖 34： 圖 34 支腿油缸受力分析 圖 此時(shí)活塞位于油缸行程末端， CE 的長(zhǎng)度 = 530 + 150 / 2 = 605mm 通過余弦定理得 ： cosα3 = ??3 ≈ 176。而對(duì)于平臺(tái)本身的傳動(dòng)精度卻沒有過大的要求，因?yàn)樵谄脚_(tái)運(yùn)動(dòng)的過程中造成的誤差和大，即不容易掌控，也很難對(duì)其空間位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，所以只有當(dāng)平臺(tái)停止移動(dòng)時(shí)，通過平臺(tái)上的位置傳感器對(duì)上位機(jī) 傳輸信號(hào)，已獲得庫卡機(jī)器人的空間坐標(biāo)，使得庫卡機(jī)器人準(zhǔn)確工作。之間，不得超過旋轉(zhuǎn)范圍，以損壞管路、接頭等。 ： 1）支腿油缸： 要求 支腿油缸在 無 動(dòng)作時(shí)需保持壓力，特別是在車身支起時(shí)，保壓效果 需 良好。 5) 車身支起： 轉(zhuǎn)向油缸、變位油缸、前進(jìn)液壓馬達(dá)、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)無動(dòng)作； 支腿油缸前 1 伸出、支腿油缸前 2 伸出、支腿油缸后 1 伸出、支腿油缸后 2 伸出。 3． 液壓馬達(dá)位于大輪內(nèi)，連接減速器，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)與后退。以使庫卡機(jī)器人實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)，原地旋轉(zhuǎn)，支腳撐開，升降等一系列附加動(dòng)作。對(duì)于大批量生產(chǎn)，庫卡機(jī)器人的安裝大致需要如下步驟：第一，根據(jù)工藝劃分確定庫卡機(jī)器人數(shù)量；第二，設(shè)計(jì)物流路徑；第三，澆筑水泥地基；第四，安裝庫卡機(jī)器人 ；第五，編輯程序；第六，試運(yùn)行。這兩種安裝平臺(tái)，都限制了庫卡機(jī)器人的空間移動(dòng)，使庫卡機(jī)器人只能在同一地點(diǎn)完成一系列指定任務(wù)，而對(duì)于同一任務(wù)或不同兩個(gè)任務(wù)之間的位置跨度大于庫卡機(jī)器人手臂工作范圍時(shí)，就得采取如下措施：第一，添加物料輸送機(jī)構(gòu)，比如傳送帶、行車等；第二，在兩個(gè)工位都添加庫卡機(jī)器人。 但目前的庫卡機(jī)器人絕大多數(shù)是 地面固定式安裝 ，空間位置受到限制 ，無法滿足位置變更的需求 。 關(guān)鍵詞： 庫卡機(jī)器人，升降平臺(tái)，液壓傳動(dòng) 基于庫卡機(jī)器人的移動(dòng)升降平臺(tái) 液壓傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) II ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Abstract KUKA Robot with PC BASED control system, the Windows interface with the operation, simple programming, remote control etc, which has been widely used in automobile, medicine, etc. But the current KUKA Robot most is ground stationary installation, space position is restricted, cannot satisfy the needs of the position change. For increasing the KUKA Robot scope of work, improve the work efficiency, increase its use the field. This paper try to design a suitable for KUKA Robot lifting mobile installation platform, makes the KUKA Robot in guarantee its original function basis, al