【正文】 帶入得 Cam= 取以上兩種結(jié)果的最大值 Cam= 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 確定允許的最小螺紋底徑 （ 1）估算絲杠允許的最大軸向變形量 δm≤（ 14~15） 定位精度 (37) 式中 δm最大軸向變形量 μm。 按表 32 查得：可靠度系數(shù) fc=1044 按表查得： Cam預(yù)期額定動(dòng)載荷 N 按表查得：精度系數(shù) fa=1。 可得一直只有一種狀態(tài)，有 t1 = 100 帶入得 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 nm=1000 r/min （ 4）當(dāng)量載荷 Fm=√F13 n1t1nm100+F23 n2t2nm100+Λ+F33 n3t3nm100+Fn3 nntnnm1003 (34) 式中 Fm當(dāng)量載荷 N。nmax (31) 式中 Ph滾珠絲杠 導(dǎo)程 ㎜； Vmax工作臺(tái)最高移動(dòng)速度 m/min 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 nmax電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 r/min i傳動(dòng)比 因?yàn)殡姍C(jī)與減速器相連，所以 i=1:3 已知 Vmax=5m/min nmax=3000 r/min 帶入得 Ph=5mm 現(xiàn)取 Ph=5mm 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 （ 1） 各種切削方式下，絲杠轉(zhuǎn)速 n1=V1Ph (32) 式中 n1絲杠轉(zhuǎn)速 r/min； V1進(jìn)給速度 m/min。 由于徑向力很小，不用考慮，只需要考慮軸向力 Fa = 3761N P=XFr+YFa=0+3671= 帶入得 Lh=2160h故滿足條件。P ）? （ 333） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 表 32 載荷系數(shù) 載荷性質(zhì) 應(yīng)用舉例 fp 無(wú)沖擊或輕微沖擊 電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵 ~ 中等沖擊 車輛、機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、減速器 ~ 劇烈沖擊 破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、石油鉆機(jī)、振動(dòng)篩 ~ 表 33 溫度系數(shù) 軸承工作溫度 ℃ ≤ 105 150 175 200 225 200 225 300 溫度系數(shù) fT 式中 P當(dāng)量動(dòng)載荷 N。 Lh=10660n（fT Lm=Lfr （ 331） Lhm=Lhfr （ 332） 取可靠度 fr = Lhm=13229h 軸承壽命校核 軸承的基本額定壽命 L 與所受載荷有關(guān)。 Lh= Lnm60 (330) 式中 Lh時(shí)間壽命（以小時(shí)為單位）； L回轉(zhuǎn)壽命（以回轉(zhuǎn)次數(shù)為單位）； nm平均轉(zhuǎn)速。 Ca系列表中的額定動(dòng)載荷； fω載荷系數(shù)。 P=ωmM （ 328） 其中 ωm=2πnm Mm=Mi i 為傳動(dòng)比 帶入得 Mm= 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 滾珠絲杠壽命校核 回轉(zhuǎn)壽命（以回轉(zhuǎn)次數(shù)為單位） 回轉(zhuǎn)壽命 在額定動(dòng)載荷及平均轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，在 90%達(dá)到 106 轉(zhuǎn)（ 100 萬(wàn)次回轉(zhuǎn)）情況下不產(chǎn)生材料的疲勞破壞的滾珠絲杠的壽命。 由工作圖得 Lc2=L1L0=1690 nc=2630nmax=1000 驗(yàn)算 Dn=DDWnmax 式中 DDW滾珠絲杠的節(jié)圓直徑㎜； nmax滾珠絲杠最高轉(zhuǎn)速 r/min。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速 nc= fd2LC22107 (326) 式中 nc臨界轉(zhuǎn)速 r/min； f與支撐形式有關(guān)的系數(shù)； d2絲杠底徑； Lc2臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度㎜。 =； Ca=66300N； Fp=3761N 帶入得 Kc= 剛度鹽酸及精度選擇 （ 1） 1Kmin= 1Ksmin+ 1Kb+ 1Kc （ 321） 1Kmin =1234N/μm 1Kmax =1Ksmax+1Kb +1Kc （ 322） 1Kmax =1334N/μm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 2）驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 Kmin= 式中 Kmin傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 N。 查樣本上的剛度 N/μm； Fp滾珠絲杠預(yù)緊力 N； Ca額定動(dòng)載荷 N。 ⅲ .滾珠絲杠滾珠和滾道的接觸強(qiáng)度 Kc=Kc39。 可得軸承 Famax是正常平動(dòng)工作載荷的 3 倍。 代入得 η= 得 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 P=Pmη = = （ 315） 考慮到型號(hào) 與數(shù)值大小取 P=1KW 既電機(jī)型號(hào)為 SGMGH10A 傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 （ 1）絲杠抗壓剛度 ⅰ .絲杠最小抗壓剛度 Ksmin=2L1 102 （ 316） 式中 Ksmin最小抗壓強(qiáng)度 N/μm； d2絲杠底徑； L1固定支撐距離 。由于行程較大可分兩段，每段 1400 ㎜得 L=1640 ㎜ F0=11283N d2m= ㎜ 確定滾珠絲杠的規(guī)格代號(hào) 選擇內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直筒雙螺母型墊片預(yù)緊形式，由計(jì)算出的 Ph、Cam、 d2m在樣本中取規(guī)格的滾珠絲杠 FFZD20213。 已知定位精度 ㎜ δm=40μm 取兩種結(jié)果的最小值 δm=20μm （ 2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支撐形式 d2m=10√10F0LπδmE=√F0Lδm (38) 式中 d2m最小螺紋底徑 ㎜。 已知： Lh=2160h 代入得 ??????= （ 2）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠，按最大負(fù)載 Fmax計(jì)算： Cam=feFmax (36） 式中 fe預(yù)加載荷系數(shù) 按表得：預(yù)加載荷系數(shù) fe=。 帶入得 Fm=3761N 預(yù)期額定動(dòng)載荷 （ 1）按預(yù)期工作時(shí)間估算 Cam=√60nmLh3 Fmfw100fafc (35) 式中 Cam預(yù)期額定動(dòng)載荷 N； fa精度系數(shù)； fc可靠度系數(shù)； fw載荷性質(zhì)系數(shù)。 水平最大速度為 10 m/min 帶入得 n1=1000010 =1000r/min （ 2）絲杠軸向載 由于進(jìn)給狀態(tài)不變所以有 F1=3761N （ 3）當(dāng)量轉(zhuǎn)速 nm=n1 t1100+n12 t2100+Λ +nn tn100 （ 33） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中 nm當(dāng)量轉(zhuǎn)速 r/min； t1， t2， Λ ， tn工作時(shí)百分比 。直線滾珠導(dǎo)軌摩擦系數(shù)為 ~，μ 1=，直線導(dǎo)軌取μ 2= 得軸向面阻力為 F=（ 650+540+70） +（ 640+540+650+70） =3761N 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程 初取伺服電機(jī) 3000r/min，減速比 1:3 Ph= Vmaxi 對(duì)一層工作臺(tái)的計(jì)算分析 半筒長(zhǎng)度約為 2500 ㎜，為了減小主工作臺(tái)的長(zhǎng)度可以將其分為三個(gè)工位，這樣既保證了每個(gè)工作焊點(diǎn)的位置精度，同時(shí)也縮短了主工作臺(tái)的長(zhǎng)度。 步驟：通過(guò)整體結(jié)構(gòu)估算出一層工作臺(tái)、一層輔助工作臺(tái)、左右立柱、二層工作臺(tái)四個(gè)部分的質(zhì)量（由各自的大概尺寸算出各自體積，然后由鋼的密度算出各自質(zhì)量），然后由前面給定的技術(shù)參數(shù)， X、 Y、 Z 三個(gè)方向的平均速度和運(yùn)行過(guò)程中的摩擦阻力，繼而大概確定電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率，可以確定伺服電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。還對(duì)各結(jié)構(gòu)組成部分做了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)工作原理做了簡(jiǎn)單的介紹?？紤]在半筒點(diǎn)焊平臺(tái)的作用和相關(guān)技術(shù)要求，選擇私服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具體型號(hào)由具體情況而定。 簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是：我們平?？吹降哪欠N普通電機(jī)斷電后它還會(huì)因?yàn)樽陨響T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒后停下， 而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)說(shuō)走就走，說(shuō)停就停，但是步進(jìn)電機(jī)有失步現(xiàn)象。 (5) 及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒間。 (3) 適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，有瞬間負(fù)載波動(dòng)和 要求快速啟動(dòng)的場(chǎng)合特別適用。 車載平臺(tái)電機(jī)的選擇 伺服電機(jī)和其他電機(jī)相比的特點(diǎn) (1) 精度：實(shí)現(xiàn) 了位置、速度和力矩的閉環(huán)控制，克服步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題。 氣動(dòng) 氣動(dòng) 用來(lái)實(shí)現(xiàn)一層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與一層輔助輔助運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的制動(dòng)。 一層輔助運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 一層輔助運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的大件為焊接件，在其上方裝有直線導(dǎo)軌，用于右側(cè)立柱的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在其下方裝有兩個(gè)輪子，用于一層輔助運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在導(dǎo)軌上畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在一層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下方裝有四個(gè)輪子，在電機(jī)、減速器的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)鏈條的傳動(dòng)，使其在導(dǎo)軌上平穩(wěn)的傳動(dòng)。在導(dǎo)軌的一側(cè)安裝有楔形塊，限制導(dǎo)軌的左右自由度，在調(diào)整導(dǎo)軌精度時(shí)，可以進(jìn)行微調(diào)。二層工作臺(tái)為左右立柱提供運(yùn)動(dòng)輔助，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 過(guò)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)在一層輔助工作臺(tái)上移動(dòng)。 二層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)直線導(dǎo)軌固定在一層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，通過(guò)裝在一層平臺(tái)上的伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠軸用聯(lián)軸器連接，絲母剛性連接在二層工作臺(tái)的絲母座上，帶動(dòng)平臺(tái)在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)。 車載平臺(tái)的工作原理簡(jiǎn)介 導(dǎo)軌固定在基礎(chǔ)的四塊平板上，一層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在導(dǎo)軌上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速器減速帶動(dòng)鏈輪在導(dǎo)軌上移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的定位 ；焊點(diǎn)的“姿態(tài)”控制是關(guān)鍵，焊點(diǎn)的最佳“姿態(tài)”是當(dāng)上、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 下的軸線同時(shí)通過(guò)焊點(diǎn)處的法線時(shí)所處的位置。 車載平臺(tái) 的結(jié)構(gòu)總體方案 通過(guò)對(duì)點(diǎn)焊過(guò)程的詳細(xì)分析與理解，考慮采用半自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)半筒的點(diǎn)焊， 車載平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)平動(dòng)和一個(gè)小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，因此車載平臺(tái)至少應(yīng)具有三個(gè)自由度。 為了獲得質(zhì)量好的焊點(diǎn)，必須保證焊極軸線與焊點(diǎn)處的法線重合，這是對(duì)工作臺(tái)的最基本要求。 通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程的分析，可以看出：由于焊機(jī)電極的機(jī)構(gòu)限制，給焊接過(guò)程增加了兩次水平翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而工件的長(zhǎng)度又過(guò)大，所以對(duì)自動(dòng)機(jī)械來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)這樣的運(yùn)動(dòng)，在結(jié)構(gòu)上必然要非常復(fù)雜，因此在進(jìn)行工作臺(tái)的設(shè)計(jì)時(shí)，半筒的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將由人工來(lái)完成。當(dāng)這些點(diǎn)全部焊完以后，將半筒拆下來(lái)，安裝大側(cè)板、小側(cè)板等，然后再完成剩余點(diǎn)的焊接。其中靠近 加強(qiáng)框初始 2 6 個(gè)焊點(diǎn)處的 2 6 個(gè)焊點(diǎn)無(wú)法焊接，必須將半筒再翻轉(zhuǎn) 180176。再焊接另一側(cè)的 2 6 個(gè)點(diǎn)。首先進(jìn)行加強(qiáng)框與蒙皮的焊接，每個(gè)加強(qiáng)框兩端各焊兩個(gè)點(diǎn)，由于機(jī)構(gòu)上的限制，半筒只能口朝下安裝，口朝上時(shí)半筒與焊極干涉。 為了更好地完成本設(shè)計(jì)，要掌握工作臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，車載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌滑道的選擇與加工，伺服系統(tǒng)的應(yīng)用等。 移動(dòng)速度 ： X 向 ≤10 m/min； Y 向 ≤5 m/min； Z 向 ≤5 m/min；自轉(zhuǎn) ≤10 r/min。 外形尺寸： X 軸方向 ≤ m； Y 軸方向 ≤； Z 軸方向 ≤。 （ 3）應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)達(dá)到 Ⅱ 級(jí)焊接接頭質(zhì)量要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 功能 要求和主要研究?jī)?nèi)容 技術(shù)要求 :： （ 1） 實(shí)現(xiàn)沿 X、 Y、 Z 軸 3 個(gè)方向的平動(dòng)，繞工件軸線的轉(zhuǎn) 動(dòng) 。點(diǎn)焊方法還是主要依靠人工來(lái)操作完成，不僅效率低下而且不能保證質(zhì)量。點(diǎn)焊機(jī)器人能按照示教程序規(guī)定的動(dòng)作、順序和參數(shù)進(jìn)行進(jìn)行點(diǎn)焊作業(yè)，其過(guò)程是完全自動(dòng)化的，并且具有與外部設(shè)備通信的接口， 可以通過(guò)這一接口接受上一級(jí)主控與管理計(jì)算 的控制命令進(jìn)行工作。其驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)和電氣驅(qū)動(dòng)兩種。 中國(guó)在 1987年自行研制成第一臺(tái)電焊機(jī)器人 —— 華宇 Ⅰ 型點(diǎn)焊機(jī)器人。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀 點(diǎn)焊機(jī)器人是用于點(diǎn)焊自動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。 點(diǎn)焊機(jī)自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)的應(yīng)用不僅能夠提高效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能夠保證焊點(diǎn)的質(zhì)量。并且焊點(diǎn)數(shù)量多，焊接過(guò)程中不能一次完成，需要兩次裝卡。為了適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，開發(fā)一套實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給的焊接工作臺(tái)已是當(dāng)務(wù)之急。 Translation。 關(guān)鍵詞 ：自動(dòng)進(jìn)給；工作臺(tái)；平動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）