【正文】 有特點，但在基本尺寸相同的情況下，如當手臂長度和機體高度相等時，應比較哪一種機械手能達到的動作范圍為最大，以便于在工作中加以有效的利用。因此，傳動效率很低。特別是靠近關節(jié)式前端關節(jié)部分的重量對肩部影響很大。傳動機構采用哪一種型式，主要根據(jù)工件的輕重來決定。為具有近似人手操作的機能，需要研制最合適的 結構。 關節(jié)式機械手有大 臂 和小臂的 擺動，以及肘關節(jié)和肩關節(jié)的運動。它像人手一樣有肘關節(jié)，可實現(xiàn)多個自由度，動作比較靈活，適于在狹窄空間工作。 圓柱坐標式機械手的特征是在垂直 導柱上裝有滑動套筒，手臂裝在滑動套筒上，手臂可做上下直線運動（ Z）和在水平面內(nèi)做圓弧狀的左右擺動 (Ф )。 (4)手臂回轉動作 。 黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計 8 (2)手臂伸縮 。它的工作范圍可分為 :一個旋轉運動，一個直線運動，加一個不在直線運動所在平面內(nèi)的旋轉運動，二個直線運動加一個旋轉運動 。具有直觀性好，結構簡單，本體占用的空間較小，而動作范圍較大等優(yōu)點。 缺點是這種機械手作業(yè)范圍較小。 如在 X、 Y、 Z 三個直線運動方向上各具有 A、 B、 C 三個回轉運動，即構成六個自由度 ?，F(xiàn)簡述如下 : 直角坐標式機械手 直角坐標式機械手是適合于工作位置成行排列或與傳送帶配合使用的一種機械手。工作性能完善，但控制部分比較復雜。 （ 2） 連續(xù)軌跡控制型機械手 這種機械手的運動軌跡是空間的任意連續(xù)曲線。它 基本能滿足于各種要求，結構簡單。 按控制型式分類 （ 1） 點位控制型機械手 點位控制型機械手的運動軌跡是空間二個點之間的聯(lián)接。其特點是適合于人不黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計 7 宜進入的環(huán)境中工作，如海底資源開發(fā)，宇宙空間探索，以及危險的工作地區(qū)。 4 操縱式機械手在人的操縱之下完成多種復雜動作，其內(nèi)容可根據(jù)需要隨時改變。 3 智能機械手具有較高的判斷能力，它以光敏元件模擬人的“眼睛”，以聲敏元件模擬人的“耳朵”，以熱電偶和電阻應變儀模擬人的“皮膚”的冷熱感覺和 觸覺，以電子計算機模擬人的“大腦”。 2 示教再現(xiàn)型通用機械手，先由人操縱機械手完成必要的動作，由磁帶或磁鼓加以記錄存貯，然后根據(jù)存貯的信息進行動作。 通用機械手又分簡易型、示教再現(xiàn)型和智能機械手、操縱式機械手等幾種。它是一種能獨立工作的自動化裝置。 （ 2） 通用機械手 通用機械手是在專用機械手的基礎上發(fā)展起來的。它一般只能完成一、二種特定的作業(yè)，如用來抓取和傳送工件。范于選擇那一種控制 元件，則根據(jù)動作的復雜程度和精確程度來確定。穿孔卡的信息容量有限，但便于更換、保存、可重復使用。換一種程序只需抽換一種插銷板就可，而同一插件又可以反復使用。它裝有許多凸輪，每一凸輪分配給一個運動軸，轉鼓轉動一周便完成一個工作循環(huán)。更復雜的機械手則采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計算機或微處理機控制的系統(tǒng)。這種方式適用于順序、位置、時間、速度等必須同時控制的場合，即連續(xù)控制的情況下使用。分離存貯是將各種控制因素的信息分別存貯于兩種以上的存貯裝置中，如順序信息存貯于插銷 .飯、凸輪轉鼓、穿孔黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計 6 帶內(nèi)，位置信息存貯于時間繼電器、定速回轉鼓等。它首先要編制程序加以存貯，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機械手進行工作。 機械手的控制分為點位控制和連續(xù)軌 跡控制兩種，目前以點位控制為主，占90%以上。成本低，缺點是不易于調(diào)整。一般用凸輪連桿機構實現(xiàn)規(guī)定的動作。驅(qū)動機構和控制系統(tǒng)可以采用同一型式的動力，出力比較大，缺點是控制響應速度比較慢。通用機械手則考慮采用步進電機、直流或交流的伺服電機、變速箱等?，F(xiàn)在都用三相感應電機作為動力，用大減速比 減速器來驅(qū)動執(zhí)行機構，直線運動則用電機帶動絲杠螺母機構 。 為了減少停機時產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機構或緩沖減震機構。缺點是出力小，體積大。一般采用 4~6 個大氣壓，個別的達到 8~10 個大氣壓。缺點是需配備壓力源，系統(tǒng)復雜，成本較高。它利用油缸、油馬達加齒輪、齒條實現(xiàn)直線運動，利用擺動油缸、油馬達與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實現(xiàn)回轉運動。其中以液壓、氣動用的最多，占 90％ 以上；電動、機械驅(qū)動用的較少。 軀干是安裝手臂、動力源和各種執(zhí)行機構的支架。為了使機械手能夠正確地工作，手臂的三個自由度都需要精確地定位。 黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計 5 手臂有無關節(jié)臂和有關節(jié)臂之分?？筛鶕?jù)夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應操作的需要。 機械手手部的構造系模仿人的手指，分為無關節(jié)、固定關節(jié)和自由關節(jié)三種。 執(zhí)行機構 手部 安裝在手臂的前端。對未來大量采用焊接機器人的生產(chǎn)企業(yè) , 在高技術、高質(zhì)量、低成本條件下必將獲得高速發(fā)展 , 真正實現(xiàn)與國際接軌 ,也必將為民族工業(yè)的發(fā)展帶來新的生機 。焊接機器人生產(chǎn)線更加要求高度自動化 , 廣泛采用 6自由度的機器人 , 且機器人具有焊鉗儲存庫 , 可根據(jù)焊裝部位的不同要求或焊裝產(chǎn)品的變更 , 自動從儲存庫抓換所需焊鉗。從機器人技術發(fā)展趨勢看 , 焊接機器人不斷向智能化方向發(fā)展 , 完全實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機器人的群體協(xié)調(diào)和集成控制 , 從而達到更高的可靠性和安全性。 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和企業(yè)對自動化水平要求的不斷提高 , 將為焊接機器人市場的快速增長提供一個良好的平臺 , 也將為新松公司機器人應用產(chǎn)業(yè)的拓展帶來前所未有的機遇。公司還與國際眾多知名的機器人自動化企業(yè)建立了緊密的商業(yè)合作伙伴關系 , 緊緊圍繞客戶需求 , 公司把國外先進的機器人自動化技術、產(chǎn)品與自身強大的研發(fā)設計能力、先進的技術裝備與完善的服務體系進行完美整合 , 充分發(fā)揮各自的技術和資源優(yōu)勢 , 為客戶提供完整的技術解決方案和交鑰匙工程。解決了國內(nèi)眾多企業(yè)生產(chǎn)裝備技術難題 , 提升了在國際舞臺上的抗衡能力 , 為中國企業(yè)的騰飛乃至民族工業(yè)的發(fā)展起到了推波助瀾的作用 。開發(fā)出了適用性強、系統(tǒng)穩(wěn)定可 靠、操作簡便、工藝結構性良好、經(jīng)濟高效的系列裝備生產(chǎn)線 , 在機器人弧焊、點焊系統(tǒng)總體設計和應用工程的實施上 , 積累了豐富的生產(chǎn)線設計與機器人系統(tǒng)集成技術。我國使用焊接機器人進行生產(chǎn)的企業(yè)已 有幾百家 , 全國安裝的焊接機器人已超過千臺套 , 主要集中在汽車、摩托車和工程機械個重要行業(yè)并且 90%以上屬于 5 或 6 軸關節(jié)式機器人。一方面，隨著技術的發(fā)展，焊接機器人的價格不斷下降，性能不斷提升；另一方面，勞動力成本不斷上升，我國由制造大國向制造強國邁進，需要提升加工手段，提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強企業(yè)競爭力，這一切預示著機器人應用及發(fā)展前景空間巨大。這對于我國的經(jīng)濟發(fā)展速度以及經(jīng)濟總量來說顯然是不匹配的，這說明我國制造業(yè)的自動化程度有待進一步提高，另一方面也反映了我國勞動力成本的低廉， 制造業(yè)自動化水平以及工業(yè)機器人應用程度的提高受到限制。 國內(nèi) 焊接 機器人 研究的歷史及現(xiàn)狀 我國自上世紀 70 年代末開始進行工業(yè)機器人的研究，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，在技術和應用方面均取得了長足的發(fā)展，對國民經(jīng)濟尤其是制造業(yè)的發(fā)展 起到了重要的推動作用。 黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計 3 目前世界上已有七十多種數(shù)萬個焊接機器人在各種生產(chǎn)線上從事焊接操作。 1984年豐田汽車公司己在其作業(yè)線上安排了 1300個機器人 , 今年又將引進 300個晝夜工作的機器人 。日本從 1978年開始研制點焊機器人 ,1980年研制成功第一個弧焊機器人， 1981年日本生產(chǎn)了 1500個焊接機器人 , 產(chǎn)值達到 145億日元 , 由日本工業(yè)機器人的第六位躍居為第二位目前有 10家工廠具有年產(chǎn) 1000多個焊接機器人的能力為 日本 發(fā)展和普及焊接機器人 ,于 1982年成立了全國機器人焊接研究委員會。近年來 , 由于焊接機器人造價迅速降低和功能不斷完善 ,它已成為國際市場上供 不應求的“ 熱門貨” 。 焊接機器人 的發(fā)展 國外 焊接 機器 人 的發(fā)展 焊接機器人是近十年來迅速發(fā)展起來的智能機器目前不少焊接機器人不僅具有“ 示教再現(xiàn) ” 功能 , 而且在實際焊接過程中能自動對準焊縫 , 焊接大量不同空間位置的焊縫。尤其在高溫、高壓、粉塵、嗓音以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。從而大大地改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。這種新技術發(fā)展很快，逐漸形成一門新興的學科。 本文 對機器人的產(chǎn)生發(fā)展及前景展望進行分析， 主要 利用 Solidworks 對機械手設計并 進行了 動態(tài)仿真 ，介紹了 基于 Solidworks 設計三維零件的操作方法及運動分析插件 cosmosmotion 基本 功能。 機器人三維運動仿真技術在機器人的研究與應用中發(fā)揮著重要作用。 Animated Simulation黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計 III 目錄 摘要 .......................................................................................................... Ⅰ 前言 ............................................................................................................ 1 第 1 章 焊接機器人 概述 ........................................................................... 2 焊接機器人 的發(fā)展 ...................................................................... 2 國外 焊接機器人 的發(fā)展 .................................................. 2 國內(nèi) 焊接 機器人研究的歷史及現(xiàn)狀 .............................. 3 焊接機器人應用現(xiàn)狀 ...................................................... 3 焊接機器人的發(fā)展趨勢 .................................................. 4 焊接 機 械 手的組成、分類 .......................................................... 4 組成 ................................................................................. 4 分類 ................................................................................. 6 基本型式 ...................................................................................... 7 直角坐標式機械手 ......................................................... 7 圓柱坐標式機械手 ......................................................... 7 關節(jié)式機械手 ............................