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【正文】 g mechanism 目錄 第 1章 緒 論 .............................................................................................................. 1 課題的目的、意義 ............................................................................................. 1 課題背景和文獻綜述 ......................................................................................... 2 課題背景 ...................................................................................................... 2 文獻綜述 .................................................................................................... 2 主要研究內容 ..................................................................................................... 7 第 2章 伸臂式焊接變位機的工作原理及其技術性能 ............................................. 8 伸臂式焊接 變位機的工作原理 .......................................................................... 8 焊接變位機的技術性能 ...................................................................................... 8 第 3章伸臂式焊接變位機的設計 ............................................................................. 10 伸臂旋轉減速器的設計。 ............................................................................. 10 伸臂旋轉減速器的傳動方案簡圖： ...................................................... 10 選擇電動機： ............................................................................................ 10 確定傳動比： ............................................................................................ 11 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) ： ...................................................... 12 V 帶輪的設計計算 :................................................................................ 13 高速級蝸輪蝸桿設計： .......................................................................... 15 低速級蝸輪蝸桿設計： .......................................................................... 16 軸的校核： .............................................................................................. 17 軸承壽命的計算 ...................................................................................... 19 較核軸上的鍵的強度： ........................................................................ 20 伸臂式焊接變位機工作臺回轉機構的設計 .................................................... 21 總體傳動方案簡圖： .............................................................................. 21 選擇電機 ： .............................................................................................. 21 確定傳動比 ： .......................................................................................... 22 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) ： ...................................................... 23 V 帶輪的設計計算 :................................................................................. 23 高速級蝸輪蝸桿設計： .......................................................................... 25 低速級蝸輪蝸桿設計： .......................................................................... 27 軸的校核： .............................................................................................. 28 結論 .............................................................................................................................. 32 參考文獻 ...................................................................................................................... 34 鳴謝 .............................................................................................................................. 35 1 第 1章 緒 論 課題的目的、意義 為了適應快速變化的市場需求 ,增強市場競爭力 ,頻繁更換產品的品種和批量 ,這就對生產設備的自動化程度和柔性化程度提出了很高的要求?；『笝C器人柔性加工單元正是一種具有柔性化特點的高度自動化焊接設備。它不僅能提高焊接生產率、產品的焊接質量和可靠性、加工柔性和制造精度 ,而且還能改善工人的勞動環(huán)境 ,降低勞動強度 ,提高經濟效益 。焊接生產系統(tǒng)柔性化的發(fā)展方向是以弧焊機器人為 主體 ,配合多自由度變位機及相關的焊接傳感控制器件 ,在中央計算機的綜合控制之下實現(xiàn)對復雜工件焊接路徑的離線編程與圖形仿真、空間焊縫的實時精確跟蹤及焊縫參數(shù)的在線調整 。 焊接結構產品在機械制造業(yè)中占很大的比重，要實現(xiàn)焊接結構產品生產的機械自動化，必須使用大量焊接操作機、焊接變位機等焊接生產機械。焊接結構產品多種多樣，就要求焊接變位機來幫工人實現(xiàn)最佳位置的焊接。 對復雜工件焊接，由于焊縫在工件各個面上都可能存在，如果 工件較大 且 轉位較為復雜 時 、工人勞動強度較大、生產效率較低。針對這種情況，我們研制了通過工作臺 升降回轉和翻轉運動，使工件處于最佳焊接或裝配位置的焊接變位機。 從功能角度分析，焊接變位機可以分為主要功能部分、輔助功能部分、控制功能部分。 焊接變位機的主要功能部分包括以下兩方面： ①對焊接結構件進行裝夾定位； ②能夠將待焊點沿著一定的軌跡移動到最佳位置。目前已有成形的焊接變位機如滾輪架、翻轉機等焊接設備。 上面所說的最佳焊接位置是指 最有利于施焊并且能保證焊接質量的位置，即通常所指的水平焊或船形焊位置（圖 ）。平焊縫的最佳焊接位置是指待焊點的外法向矢量方向同重力作用方向相反；角焊縫的最佳焊接位置是指待 焊點處工件的夾角平分線外法向方向 同重力作用方向 相反。 待焊道是對焊縫形 狀軌跡的一種抽象描述，它可以是參數(shù)方程描述的規(guī)則形狀，也可以是由 離散點組成復雜軌跡。待焊點是指位于待焊道上，處于焊槍下即將進行焊接的位置，待焊點隨著焊槍與待焊道的相對位置和焊接時間的變化而變 2 化。 焊接變位機的輔助功能是保證其他部分正常運做必須的輔助部分，例如焊接時焊接電流的傳導部分、埋弧焊的焊劑墊和系統(tǒng)的支撐部分等。 課題背景和文獻綜述 課題背景 焊接作為一種制造技術 , 在機械制造工業(yè)中有著廣泛的應用 。 而焊接機械裝備就是為保證焊接質量 , 提高焊接生產率 , 改善工人作業(yè)條件 , 為實現(xiàn)機械化、自動化焊接生產過程的各種輔助裝置和設備。其中焊件變位機械是在焊接過程中改變焊件空間位置 , 使其有利于手工操作者或機器人作業(yè)的各種機械設備 。 它在生產中的作用是其他焊接機械 如焊接操作機等 不可替代的。焊件變位機械已成為機械化、自動化焊接生產線上的重要組成部分。 焊件變位機按功能不同 , 通常分為變位機、滾輪架、回轉臺、翻轉機四類。但由于焊接結構產品形式多樣 , 因此對變位機的需求也必然多種多樣 , 傳統(tǒng)現(xiàn)有的變位機結構簡單、功 能單一 , 顯然不能滿足實際焊接生產的需要 , 設計多功能、多種類的焊接變位機已勢在必行。本文是根據(jù)現(xiàn)代生產方式下焊接變位機的功能、作用 , 結合自動化裝配生產線中的焊件變位機械進行設計、分析 , 給出了一種不同于一般變位機械 , 具有更多功能、更多自由度 , 更為靈活的變位機械裝置。 文獻綜述 現(xiàn)代化的工業(yè)生 產，要求生產效率高，勞動強度低， 產品質量優(yōu)，價格低廉，圖 最佳焊接位置示意圖 3 有競爭力。焊接結構的生產，同樣應具有這些特性，在整個生產過程中，充分應用工藝裝備，實現(xiàn)生產的機械化，自動化。 在焊接結構生產中，焊接時間占全部時間 的 10～ 30%。其余為備料、裝配、及輔助工作時間。節(jié)約每一工序時間對縮短生產周期具有 重要作用 。另外，焊接產品質量的好壞，不僅取決于焊接工藝質量與其他工序的質量也 有密切關系。因此，不論焊接產品的質量要求和批量的大小，均應考慮 采用生產工藝裝備。 采用工藝裝備并不以為要選用機構復雜、價格昂貴的設備，許多情況下對一些簡單的定位器、壓緊器或現(xiàn)有設備稍加改裝， 即可收到明顯的技術和經濟效益。 一、焊接結構生產工藝裝備功能為： 減輕下料 、畫線、零部件安裝的工作量。 制品的幾何尺寸一致，提高了精度和互換性。 降 低對裝配、焊接二人技術水平的要求。 減少搬運翻轉時間，提高設備利用率和勞動生產率。 使焊接工作處于最有利位置，提高焊接速度和焊接質量。 減少焊接變形，免除或減少焊后矯正，為便于在焊接生產中使用工藝裝備。 要求焊接制品具有以下特征： （ ① ） 制品外形集合形狀盡可能規(guī)則、形式簡單，易于備料及實現(xiàn)機械化焊接。 （ ② ） 制品品種應盡可能少，同一制品幾何尺寸應規(guī)格化、模數(shù)化和系列化 二、焊接生產工藝裝備的分類： 焊接產品種類繁多，形狀尺寸各異，但焊接生產工藝裝備一般包括以下三種： 1 保持工件正確位置的 ； 2 防止熱變形的 ； 3 改善焊接操作相對位置的 。 習慣上，將定位、壓夾、推拉等工藝裝備稱為夾具。裝配、焊接臺架，焊接變位機等稱為胎架或裝置，但在實際生產中，他們的功能往往不是單一的。并往往配合使用，成為專用焊接機床或生產流水線。 ㈠按照工藝裝備的功能有如下分類： ⒈裝配用工藝裝備：這類工裝的主要任務的按產品圖紙和工藝上的要求，把 4 焊件中各零件或部件的相對 位置，能準確的固定下來。 主要包括：定位器及定位裝置、推拉裝置、壓夾器及裝配裝置、裝配臺架。 ⒉ 焊 接工藝裝備：已點固好的焊件放在這類工裝完成新有焊縫的焊 接。它的主 要任務是防止焊接變形，并使處在各種位置的焊縫盡可能調到最利于施焊的位置。主要包括： （ 1） 焊件操作機械（焊接變位機、焊接滾輪架、焊接翻轉機） ； （ 2） 焊接機械（各種焊接機及焊接機器人） ； （ 3） 焊工操作機械 ； （ 4） 焊接輔助裝置（焊絲處理裝置、焊劑回收裝置、焊劑墊） 。 ⒊ 裝配焊接組合工藝裝備：在其上能完成整個焊件 的裝配和焊接工作，它兼具上述兩種工裝的性能 ； ⒋ 裝配焊接輔助裝備 主要包括 —— 水壓、氣壓試驗