焊接機器人總體設計

1、焊接機器人總體設計焊接機器人總體設計此次設計的目的是設計一臺焊接機器人，本文主要對焊接機器人的機械結構系統(tǒng)部分進行研究、設計和分析。1焊接機器人總體設計的思路焊接機器人總體設計的思路設計機器人大體上可分為兩個階段：（1）系統(tǒng)分析階段1）根據(jù)焊接機器人系統(tǒng)索要實現(xiàn)的目標，明確所采用機器人的目的和任務；2）分析機器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境；3)根據(jù)焊接機器人的工作要求和工作環(huán)境，基本上確定機器人的功能和方案。例如機器人的自由度、信息的存儲量、計

2、算機功能、承受力矩、動作精度的要求、容許的運動范圍、靜動載荷以及對溫度、震動等環(huán)境的適應性。（2）技術設計階段1）根據(jù)系統(tǒng)的要求來確定機器人的自由度和允許的空間工作范圍，選擇機器人的坐標形式和工作方式；2）擬訂機器人的運動路線和空間作業(yè)圖；3）確定驅動系統(tǒng)的類型；4）選擇各部件的具體結構以及尺寸，進行機器人總裝圖的設計與裝配；5）繪制機器人的零件圖，并確定尺寸。2焊接機器人自由度和坐標系的選擇焊接機器人自由度和坐標系的選擇機器人的運動自

3、由度是指各機器人系統(tǒng)運動部件在三維空間就是固定坐標系所具有的獨立運動數(shù)，對于每一個構件來講，它有幾個運動坐標就說明其有幾個自由度。各運動部件和機構自由度的總和就是機器人的自由度數(shù)。機器人的手部要像人手一樣靈活的完成各種動作是比較困難的，因為人的手是由手指、掌、腕、臂等19個關節(jié)組成，共有27個自由度。而生產(chǎn)實踐過程中沒有必要需要機器人的手有這么多的自由度一般為36個（不包括手部）此次設計的焊接機器人為4自由度，四個自由度分別為：腕部的回

4、轉；小臂部分的伸縮；大臂部分的回轉；大臂部分的伸縮。關節(jié)型機器人系統(tǒng)的空間運動是由三個空間回轉運動實現(xiàn)的，參見圖21（d）。關節(jié)型機器人有以下幾個優(yōu)點：動作靈活，結構緊湊，占地面積小。但是相對機器人本體尺寸，、因此其工作空間比較大。這種機器人在工業(yè)中應用十分廣泛并且在生活中也較為常見，例如焊接、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)，都廣泛運用這種類型的機器人。關節(jié)型機器人結構，有兩種類型水平關節(jié)型和垂直關節(jié)型兩種。根據(jù)要求及在工業(yè)實際生產(chǎn)中的用途，此

5、次設計的焊接機器人采用是第一種機器人即直角坐標型機器人。圖21四種機器人坐標形式3焊接機器人傳動方案論證焊接機器人傳動方案論證焊接機器人（直角坐標型）的驅動方式有液壓式、氣動式和電動機式三種。(1)液壓驅動:是指動源發(fā)動機或者電機驅動液壓油泵產(chǎn)生壓力油，壓力油的壓力能再去驅動液壓馬達，由液壓馬達產(chǎn)生并且提供機器需要的動力。是以液壓的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。但對密封

6、裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高(2)氣動驅動常用于開關控制和順序控制的機器人，相比于液壓驅動的機器人，氣動驅動由于壓縮空氣動力粘度和動力粘度都相對較小，并且空氣的摩擦力較小，因此氣動驅動的機器人容易達到高速；因為可利用工廠集中空氣體a)直角坐標型b)圓柱坐標型c