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沈陽理工大學(xué)機械制造系
目 錄
摘 要 1
前 言 3
第1章 焊接機械手的總體方案設(shè)計 4
1.1 概述 4
1.2 基本技術(shù)參數(shù)設(shè)計 5
1.3 焊接機器人的主要組成 5
第2章 焊接機器人底座的設(shè)計 7
2.1 底座的工作方式 7
2.2 底座的電動機的選擇 7
2.3 底座上諧波齒輪傳動的設(shè)計 8
2.4 底座軸的設(shè)計 10
2.5 底座傳動齒輪的設(shè)計 12
2.6底座軸承的選擇 14
第3章 焊接機器人大臂的設(shè)計 16
3.1 大臂的工作方式 16
3.2 大臂電動機的選擇 16
3.3 大臂上諧波齒輪傳動的設(shè)計 17
第4章 焊接機器人小臂的設(shè)計 19
4.1 小臂的工作方式 19
4.2 小臂電動機的選擇 19
4.3 小臂上諧波齒輪傳動的設(shè)計 19
第5章 焊接機器人手腕的設(shè)計 22
5.1 機器人手腕的設(shè)計要求 22
5.2 手腕工作方式 22
5.3 手腕電動機的選擇 23
5.4 手腕軸承的選擇 24
第6章 焊接機器人末端執(zhí)行器的設(shè)計 26
6.1 機器人末端執(zhí)行器的設(shè)計要求 26
第7章 PLC系統(tǒng)設(shè)計 29
7.1電氣設(shè)備概述 29
7.1.1電氣控制的變壓系統(tǒng)部分設(shè)計 29
7.1.2電氣控制的部分設(shè)計 29
7.2 PLC的應(yīng)用 31
結(jié) 論 38
謝 辭 39
參考文獻與附錄 40
2
摘 要
本次設(shè)計是焊接機械手設(shè)計，在設(shè)計過程中，要求我們運用機電的知識完成，其設(shè)計的內(nèi)容主要包括，機械手的設(shè)計，電氣系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容。
此次設(shè)計的焊接機械手實際是五自由度的關(guān)節(jié)機器人。采用步進電機驅(qū)動、微機控制，結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圍大，動作靈活，不僅用于弧焊作業(yè)，還可用于搬運和裝配作業(yè)。
弧焊機器人在通用機械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運用。弧焊機器人是包括各種電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng)，而不只是一臺以規(guī)劃的速度和姿態(tài)攜帶焊槍移動的單機，因而對其性能有著特殊的要求。在弧焊作業(yè)中，焊槍應(yīng)跟蹤工件的焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運動過程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項重要指標(biāo)。一般情況下，焊接速度約取5-50mm/s，軌跡精度約為±（0.2-0.5）mm。
電氣系統(tǒng)的設(shè)計就是運用機電傳動的知識，即PLC系統(tǒng)進行控制，PLC控制系統(tǒng)有西門子系統(tǒng)，歐姆龍系統(tǒng)等。
關(guān)鍵詞：焊接 機械手 機器人 電器控制
Abstract
This design is the welding apparatus manipulator design, in the design process, requests us to utilize the mechanical and electrical knowledge to complete, its design content mainly includes, manipulator's design, content and so on electrical system design.
This design welding apparatus manipulator is five degrees of freedom joint robots actually. Uses step-by-steps the motor-driven, the microcomputer control, the structure compact, operating region big, the movement is flexible, not only uses in the arc welding work, but also may use in transporting and the assembly work.
The arc welding robot in the general machinery, the metal structure and so on in many professions obtains the widespread utilization. The arc welding robot is includes each kind of arc welding supplementary installation the flexible welding system, but not only by the speed and the posture which plans carries the single engine which the welding torch moves, thus has the special request to its performance. In the arc welding work, the welding torch should track the work piece the weld bead movement, and the unceasing filler metal forms the welded joint. Therefore in the rate process the speed stability and the path precision are two important targets. In the ordinary circumstances, the welding speed takes 5-50mm/ approximatelyS, the path precision is approximately ± (0.2-0.5) mm.
The electrical system design is the utilization mechanical and electrical transmission knowledge, namely the PLC system carries on the control, the PLC control system has the Simens system, the ohm dragon system and so on.
Key word: Welding apparatus manipulator robot electric appliance control
前 言
畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，全國高教機械設(shè)計及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會第三次會議記要指出，“畢業(yè)設(shè)計題目應(yīng)該以產(chǎn)品（或工程）設(shè)計類題目為主，尤其要鼓勵去工廠從高真實產(chǎn)品設(shè)計”。在實際工程設(shè)計中，學(xué)生可以得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來做好機械設(shè)計工程師的工作，提供全面的鍛煉機會。