【正文】 20mm 則=1+ =1+ 120/2 400= （3104）fKRd2?主軸在 =90 =0 時????支反力 =???????.?2. = N畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書31主軸在 = =90 時?K??支反力 K?21C1RG???2eh?f = ? = N C 取大值1所以實心軸頸= = （3105）d???315?lC??m取 =120mm 符合條件d 傾斜軸的強度校核傾斜軸強度校核= = ??21234tFehWLG??4960??.???Mpa???（3106） 傾斜軸選用 45 號鋼調(diào)質(zhì) =60???Mpa 齒輪設(shè)計扇形大齒輪選取 =8 =101mZ傳遞齒輪選取 =8 =67小齒輪選取 =8 =17傾斜機構(gòu)齒輪為開式傳動，按齒根彎曲疲勞強度校核傾斜機構(gòu)的齒輪為開式傳動，校核其齒根彎曲疲勞強度：公式為= （3107）F?bmYKSat??F??扇形大齒輪： = = =? = = =??.?畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書32 = = =70bm =8 則 = =???Mpa= = = （3108）??F??pa 符合要求?F???傳遞齒輪： = = =? = = =??.? = = =87bm =8 則 = =???Mpa= = =??SKNlim. 符合要求?F?小齒輪：= = =? = = =?V?.? = = b=110m畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書33 m=8m 則 = =?.??Mpa= = =??SKNlim. 符合要求?F? 底座和箱體的簡單設(shè)計 底座和箱體等零件工作能力的主要指標是剛度，其次是強度和抗振性能；當同時用作滑道時，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對具體的機械，還應(yīng)滿足特殊的要求，并力求具有良好的工藝性。底座和箱體的結(jié)構(gòu)尺寸和大小，決定于安裝在它的內(nèi)部或外部的零件和部件的形狀和尺寸及其相互配置，受力與運動情況等。設(shè)計時應(yīng)使所裝的零件和部件便于裝拆與操作。底座和箱體的一些結(jié)構(gòu)和尺寸，如壁厚，凸緣寬度，肋板厚度等，對機座和箱體的工作能力，材料消耗，質(zhì)量和成本，均有重大的影響。但是由于這些部位的形狀不規(guī)則和應(yīng)力的分布復(fù)雜性，基本上按照經(jīng)驗公式，經(jīng)驗數(shù)據(jù)，或比照現(xiàn)用的類似機件進行設(shè)計，而略去強度和剛度等的分析與校核。此次論文設(shè)計采用的機座和箱體的設(shè)計采用經(jīng)驗公式和比照的方法進行設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書34 結(jié)論本論文結(jié)合 1t 座式焊接變位機的基本要求和特點，對焊接變位機的設(shè)計進行了闡述以及計算，所做的工作主要有以下幾個方面：（1） 焊接變位機械的分類 （2） 座式焊接變位機的組成 （3） 座式焊接變位機的工作原理 （4） 回轉(zhuǎn)機構(gòu)中減速器、轉(zhuǎn)軸、軸承等的設(shè)計 （5） 傾斜機構(gòu)中齒輪、滑動軸承等的設(shè)計 （6） 回轉(zhuǎn)機構(gòu)裝配圖的繪制 （7） 座式焊接變位機裝配圖的繪制 （8） 回轉(zhuǎn)機構(gòu)箱體零件的繪制畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書35參考文獻[1] 濮良貴,紀名剛 . 機械設(shè)計(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2022.[2] 機械設(shè)計手冊 (新版 3)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2022.[3] 朱龍根. 簡明機械零件設(shè)計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997.[4] 周壽森. 焊接機構(gòu)生產(chǎn)及裝備[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.[5] 中國機械工程學(xué)會 ,焊接學(xué)會. 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本論文是在劉琨明老師及其院里老師的悉心幫助，指導(dǎo)下完成的，在此表示真誠的謝意！畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書37附件 1外文資料翻譯畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書38外文資料翻譯 1高精度數(shù)控焊接變位機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)石 圩 ，樊 丁 ，陳 劍 虹摘 要：研制弧焊機器人用數(shù)控焊接變位機對弧焊機器人柔性加工單元( WE MC)的設(shè)計具有重要的意義。作者以基于數(shù)字信號處理器(DSP) 的研華多軸運動控制卡 P C L8 3 2卡為設(shè)計核心 ， 采用基于模糊規(guī)則的智能雙模協(xié)調(diào)控制器，即采用比例積分微分控制器(PID)和模糊控制器的加權(quán)合成算法，控制過程 中模糊控制器和PID控制器同時輸出控制量，當控制誤差較大時模糊控制器的輸出權(quán)重較大，而當控制誤差較小時PID控制器的輸出權(quán)重較大，有效避免了變結(jié)構(gòu)控制器切換過程中的震蕩，實現(xiàn)了焊接變位機的高精度位置控制。作者對實時控制軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和實時性要求進行了詳細的理論分析，提出了基于DOS(Disk operation system)系統(tǒng)下的高精度數(shù)控焊接變位機多任務(wù)實時控制軟件的設(shè)計與實現(xiàn)方法。進行了多種工件的焊接試驗， 試驗表明該控制系統(tǒng)工作可靠，效果良好。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控焊接變位機；智能雙?？刂破鳎粚崟r多任務(wù)控制系統(tǒng) ；弧焊機器人 0 序言近年來，為了適應(yīng)快速變化的市場需求，生產(chǎn)商頻繁地更換產(chǎn)品的品種和批量，這就對生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度和柔性化程度提出了很高要求?；『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(shè)備。它不僅能提高焊接生產(chǎn)率、產(chǎn)品的焊接質(zhì)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(jīng)濟效益。 目前，我國研制的焊接機器人尚未產(chǎn)業(yè)化，焊接柔性加工單元技術(shù)尚處于探索階段，國內(nèi)生產(chǎn)、應(yīng)用主要靠全套引進。弧焊機器人在國外已經(jīng)批量化，價格相對較低，而與機器人相配套的數(shù)控變位系統(tǒng) 卻因加工對象而異，多屬單件生產(chǎn)，因此價格往往是機器人本身價格的3～7倍。作者的研究目的是在進口弧焊機器人的基礎(chǔ)上，再根據(jù)特定產(chǎn)品，自行研制焊接變位機等機器人 的外 圍設(shè) 備及控制系統(tǒng)，可以節(jié)約大量外匯，實現(xiàn)低成本焊接自動化。高精度數(shù)控焊接變位機控制系統(tǒng)必須具有合理的體系結(jié)構(gòu)、較強的數(shù)據(jù)運算和處理能力、良好的信息融合控制功能，以及開放的軟硬件接口。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書39 1 系統(tǒng)的硬件組成根據(jù)設(shè)計要求，變位機載重500kg，能在兩旋轉(zhuǎn)軸所確定的空間旋轉(zhuǎn)并可在任意位置定位，且要保持速度均勻，這就要求對電機實行速度和位置控制。作者選用了交流伺服控制系統(tǒng)，并采用工業(yè)控制計 算機作為核心，應(yīng)用全閉環(huán)控制方案，保證在惡劣條件下系統(tǒng)的控制精度與工作可靠性。圖1為控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。 2 控制結(jié)構(gòu)及算法 控制結(jié)構(gòu) 按伺服系統(tǒng) 的反饋控制方式來分，可分為開環(huán)控制、半閉環(huán)控制和全閉環(huán)控制三種方式。由于全閉環(huán)結(jié)構(gòu)的位置檢測元件安裝于主軸上，理論上可以消除機械傳動誤差如齒輪間隙等引起的控制誤 差，可以獲得很高的到位精度，因此數(shù)控焊接變位機控制系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制方案。 智能雙?？刂扑惴?畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書40在數(shù)控焊接變位機的位置控制中,由于系統(tǒng)傳動鏈中有的運動副如齒輪等存在間隙或失動量,使得變位機的位移與指令之間出現(xiàn)非線性關(guān)系。同時當變位機工作臺傾斜運動時，由于工件及工作臺的重心高及偏心矩不斷變化，造成電機的輸出轉(zhuǎn)矩不斷改變，而且焊接工件的形狀及重量多變，使得變位機的控制存在嚴重的非線性。再加上交流電機是一個高階次、強耦合、參數(shù)時變的非線性控制對象，尤其是調(diào)速方式更增加了其動態(tài)過程的復(fù)雜性。因此，被控的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有很復(fù)雜的多重非線性關(guān)系,難以建立起準確的數(shù)學(xué)模型。 傳統(tǒng)的比例積分微分控制器(PID)智能化程度不高，其參數(shù)整定后就不再改變，自適應(yīng)能力差，對于高度非線性、時變的系統(tǒng)不能滿足控制要求，但PID控制器在小偏差范圍內(nèi)有較高的控制精度。模糊控制是一種模仿人類思維方式的智能控制算法，它不需要被控對象的精確模型，對非線性系統(tǒng)有很好的適應(yīng)能力，但是由于缺少積分環(huán)節(jié)， 穩(wěn)態(tài)靜差難以消除。結(jié)合二者優(yōu)點，作者采用了加權(quán)合成算法的智能雙模模糊PID控制器。 控制過程中，采用 Fuzzy—PID型的變結(jié)構(gòu)控制，或者采用其它類型的多控制器變結(jié)構(gòu)控制時，對確定的系統(tǒng)，適當選取切換點可以解決變結(jié)構(gòu)控制問題，但切換點的選取有時并不準確，而且不同控制器之間的切換，容易導(dǎo)致控制量的突變。常規(guī)的變結(jié)構(gòu)控制是一個非 0即1的精確選擇，但實際上，不同控制器在不同誤差域都是有 定效果的，差別僅在于控制性能的好壞而已，因此絕對地選擇控制器將會丟失有用的控制信息。針對上述缺點，采用基于模糊規(guī)則的多控制器協(xié)調(diào)控制，控制器結(jié)構(gòu)如圖2所示。 把PID控制器稱為A，模糊控制器稱為B，把誤差大小依次分成七個等級 E={6，5,4,3,2,1,0}。采用如下控制規(guī)則，當誤差很大時，完全由B控制；當誤差很小時，完全由A控制；誤差較大時，B控制作用強，A作用弱；誤差較小時，A控制作用強，畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書41B作用弱。把總的控制作用最后通過對兩個控制器的加權(quán)合成來得到。 用正態(tài)型模糊變量來描述模糊概念， 因純正態(tài)函數(shù)是凸型函數(shù)，不滿足單調(diào)遞升或單調(diào)遞減的需要，采取由正態(tài)函數(shù)變化而來的S型函數(shù)。其表達式如下將所確定的隸屬函數(shù)在誤差論域點離散化，取=，則不同誤差域控制器的作用強度如表1所示。 這樣，系統(tǒng)控制作用就由PID控制器U (k)和模糊控制器U (k)共同決定。即 AB 速度控制在每一個控制循環(huán)中，電腦輸出脈沖給每一根軸，對于每一個脈沖輸出，伺服電機驅(qū)動器比伺服電動機快一步，一個脈沖代表一個位置命令，脈沖頻率代表軸的移動速度，脈沖數(shù)量代表位移量。在控制過程中，有兩個主要的影響位移速度的因素，第一個是控制循環(huán)的時間間隔，第二個是每一個控制循環(huán)中的脈沖數(shù)量。根據(jù)控制精度的要求，控制循環(huán)的時間間隔定為 5ms，所以，在系統(tǒng)中，影響位移速度的因素是在每一個控制循環(huán)中的脈沖數(shù)量，脈沖循環(huán)的周期是非常短的（毫秒級） ，甚至在每一個控制循環(huán)中，移動速度隨偏差不同，但是在顯微鏡中的執(zhí)行結(jié)果是平穩(wěn)的移動速度。3 控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)數(shù)控變位機的軟件是在面向?qū)ο蟓h(huán)境中編程的，整個系統(tǒng)有初始化模塊，通信模畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書42塊，誤差處理模塊，I/O 控制模塊，顯示模塊，技術(shù)模塊，編輯和文本處理模塊，插補計算和伺服電動機械控制模塊等等，這些不同的模塊有不同的任務(wù)，他們能劃分成兩類，實時任務(wù)模塊和非實時任務(wù)模塊，實時任務(wù)模塊根據(jù)重要程度被劃分成不同的優(yōu)先程度，圖 3 定義了模塊類型。在傳統(tǒng)的單任務(wù)控制系統(tǒng)機制中，單循環(huán)是主要的結(jié)構(gòu)，所有的模塊整體運作，但實際上每一個模塊有不同的執(zhí)行頻率，在這樣的結(jié)構(gòu)中去滿足復(fù)雜的時間協(xié)調(diào)要求是非常困難的?？紤]到數(shù)控變位機的控制系統(tǒng)必須劃分成多個模塊，他可以定義為子任務(wù)，多任務(wù)機制應(yīng)該用來執(zhí)行這些任務(wù)，在多任務(wù)控制系統(tǒng)中，每一個模塊在執(zhí)行完成后反饋給系統(tǒng)安排，任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果是可變的，他可以在執(zhí)行過程中動態(tài)的改變，每一個子任務(wù)的優(yōu)先權(quán)決定他的執(zhí)行頻率，有高優(yōu)先權(quán)的的任務(wù)有高的執(zhí)行頻率，每一個任務(wù)在他各自的時間中運行，控制系統(tǒng)中復(fù)雜的實時要求應(yīng)該通過設(shè)定合理的時間和每一個任務(wù)的優(yōu)先權(quán)實現(xiàn)。4 實驗結(jié)果 雙?？刂破鞣抡婵刂平Y(jié)果 為了檢驗雙?？刂破鞯目刂菩?對其進行了仿真試驗，作為對照，把經(jīng)典 PID 控制、模糊控制和雙模協(xié)調(diào)控制都集中在一起， 4 是系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線的仿真結(jié)果。 從圖 4 中可以看出，P I D 控制有幾次超調(diào)，隨著輸入頻率的增大，超調(diào)量也增大，畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書43且過渡時間較長，導(dǎo)致指令在稍有變化后，響應(yīng)不能及時跟蹤指令的變化，控制精度低。模糊控制響應(yīng)快，但穩(wěn)態(tài)精度低。只有