最新焊接機(jī)械手設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-10 03:43本頁面
【正文】 器人一般為36個(gè)自由度。機(jī)器臂的控制：在電動(dòng)伺服系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的是步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)。一般不需要反饋回路和位置編碼器，控制比較簡單。腕部機(jī)構(gòu)支承機(jī)器人手部裝置并調(diào)整其姿態(tài)，一般有23個(gè)自由度，使位于機(jī)械臂末端的手爪產(chǎn)生俯仰擺動(dòng)和繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的合成，使機(jī)器人的手部相對(duì)于操作對(duì)象形成靈活的工作姿態(tài)。根據(jù)作業(yè)性質(zhì)不同，機(jī)械臂末端的執(zhí)行器有不同形式。2)搬運(yùn)大件光整平板的機(jī)器人一般采用真空吸附式末端執(zhí)行器，利用吸盤內(nèi)壓力與大氣壓力之間的差值產(chǎn)生吸附作用力。4)運(yùn)送鐵磁物質(zhì)的機(jī)器人還可以將電磁吸盤作為末端執(zhí)行器。工作空間的形狀和大小與手臂的長度、手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍密切相關(guān)根據(jù)手臂所受載荷和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，合理選擇手臂截面形狀和高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，如常采用空心的薄壁矩形框體或圓管以提高其抗彎剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，減輕自身的重量。盡量減小手臂重量和相對(duì)其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和偏重力矩，以減小驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)荷；減少運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)載荷與沖擊，提高手臂運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)速度。焊接機(jī)器人的大臂采用電機(jī)、諧波減速器和關(guān)節(jié)軸線同軸的傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)路線最短。波發(fā)生器與套筒用法蘭剛性連接，套筒通過鍵與固定 在支撐法蘭盤上的電磁制動(dòng)器相聯(lián)。因此大臂殼體與剛輪一起在軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)型機(jī)器人的大臂是用高強(qiáng)度鋁合金材料制成的薄壁框形結(jié)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)都是采用齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)剛性較大 大臂電動(dòng)機(jī)的選擇大臂電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)大臂做擺動(dòng)，選用75BYG4501型號(hào)，如下表：表11 大臂電動(dòng)機(jī)參數(shù)型號(hào)步距角相數(shù)驅(qū)動(dòng)電壓/V相電（流）/A靜轉(zhuǎn)距/NPPS轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/kg此次設(shè)計(jì)中分別在，大臂上用了一個(gè)諧波減速器。此次設(shè)計(jì)選用的是帶杯形柔輪的諧波傳動(dòng) ，是由三個(gè)基本構(gòu)件組成的，帶凸緣的環(huán)型剛輪6，杯形柔輪1和由柔性軸承橢圓盤4構(gòu)成的波發(fā)生器，它通過端面牙嵌式聯(lián)軸器3與輸出軸套2相連。 諧波齒輪減速器諧波減速器工作原理諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理如圖4—16所示，若剛輪G為固定件，波發(fā)生器／／為主動(dòng)件，柔輪R為從動(dòng)件。同時(shí)，變形后柔輪短軸兩端的齒則與剛輪齒完全脫開，其余各處的齒，則視回轉(zhuǎn)方向不同分別處于“嚙人”或“嚙出”狀態(tài)，當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，嚙人區(qū)和嚙出區(qū)將隨著橢圓長短軸相位的變化而依次變化。 根據(jù)大臂的這種運(yùn)動(dòng)要求，以及大臂運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，我們選用標(biāo)準(zhǔn)的諧波減速器，其性能參數(shù)如下表所示：表12 諧波齒輪減速器性能參數(shù)規(guī)格產(chǎn)品型號(hào)模數(shù)m減速比i額定輸入轉(zhuǎn)速r/min額定輸出力矩N較簡單的可用法蘭盤作為接口出的接換器，本次設(shè)計(jì)就是采用的法蘭盤式接口。設(shè)計(jì)時(shí)的要求：不論是夾持和吸附，末端執(zhí)行器需具有滿足作業(yè)需求的足夠的夾持力和所需的夾持位置精度。專用的末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高，而能完成多種作業(yè)的末端執(zhí)行器可能帶離來結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用高的缺點(diǎn)，因此提倡設(shè)計(jì)可快速更換的系列化、通用化專用末端執(zhí)行器。具體的選用原則如下所述：送絲機(jī)的選擇弧焊機(jī)器人配備的送絲機(jī)可按安裝方式分為兩種。由于一體式的送絲機(jī)到焊槍的距離比分離式的短，連接送絲機(jī)和焊槍的軟管也短，所以一體式的送絲阻力比分離式的小。目前，弧焊機(jī)器人的送絲機(jī)采用一體式的安裝方式已越來越多了，但對(duì)要在焊接過程中進(jìn)行自動(dòng)更換焊槍(變換焊絲直徑或種類)的機(jī)器人，必須選用分離式送絲機(jī)。從送絲力來看，兩對(duì)輥輪的送絲力比一對(duì)輥輪的大些。對(duì)于送絲機(jī)與機(jī)器人連成一體的安裝方式，雖然送絲軟管比較短，但有時(shí)為了方便換焊絲盤，而把焊絲盤或焊絲桶敢在遠(yuǎn)離機(jī)器人的安全圍欄之外，這就要求送絲機(jī)有足夠的拉力從較長的導(dǎo)絲管中把焊絲從焊絲盤(桶)拉過來，再經(jīng)過軟管推向焊槍。如忽視這一點(diǎn)，往往會(huì)出現(xiàn)送絲不穩(wěn)定甚至中斷送絲的現(xiàn)象。目前，大部分送絲機(jī)仍采用開環(huán)的控制方法，但也有一些采用裝有光電傳感器(或碼盤)的伺服電機(jī)，使送絲速度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，不受網(wǎng)路電壓或送絲阻力波動(dòng)的影響，保證送絲速度的穩(wěn)定性。脈動(dòng)送絲機(jī)的脈動(dòng)頻率可受電源控制，而每步送出焊絲的長度可以任意調(diào)節(jié)。因此，近來填絲的脈沖TIG焊機(jī)器人配備脈動(dòng)送絲機(jī)的情況已逐步增多。當(dāng)送鋁焊絲時(shí)，應(yīng)選用特富隆(TEFLON)或尼龍制成的管做導(dǎo)絲管；而送鋼焊絲時(shí)，一般采用鋼制的彈簧管。造成弧焊機(jī)器人送絲不穩(wěn)定的原因往往是軟管阻力過大。因此弧焊機(jī)器人應(yīng)選用鍍銅層較牢固的優(yōu)質(zhì)焊絲，并調(diào)節(jié)好送絲輥輪的壓緊力，盡可能減少焊絲表面鍍銅層的剝落，而且一個(gè)月至少應(yīng)定期清洗一次導(dǎo)絲管。還必須注意在編程時(shí)調(diào)整焊槍和機(jī)器人的姿態(tài)，盡可能減少軟管的彎曲程度。目前越來越多的機(jī)器人公司把安裝在機(jī)器人上臂的送絲機(jī)稍為向上翹，有的還使送絲機(jī)能作左右小角度自由擺動(dòng)，目的都是為了減少軟管的彎曲，保證送絲速度的穩(wěn)定性。鵝頸的彎曲角一般都小于45176。但如鵝頸角度選得過大，送絲阻力會(huì)加大，送絲速度容易不穩(wěn)定：而角度過小，如0176。應(yīng)該注意，當(dāng)更換不同彎曲角的鵝頸的焊槍后，必須對(duì)機(jī)器人TCP(工具中心點(diǎn))進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，否則焊槍的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)都會(huì)發(fā)生變化。對(duì)這種推拉送絲系統(tǒng)必須協(xié)調(diào)好兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)好送絲機(jī)和焊槍上各對(duì)送絲輥輪的壓緊力，使送絲機(jī)的推絲作用為主，焊槍的拉絲為輔。目前，除了一些焊鋁的機(jī)器人或高速焊的機(jī)器人裝有拉絲式焊槍外，比較多的還是選用普通鵝頸焊槍。防撞傳感器的作用是當(dāng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬一焊槍碰到障礙物，能立即使機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)(相當(dāng)于急停開關(guān))，避免損壞焊槍或機(jī)器人。因此，T
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