移動(dòng)焊接裝備機(jī)械臂設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、焊接是機(jī)械制造中的重要生產(chǎn)工藝。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的機(jī)器人被用于焊接生產(chǎn)。機(jī)器人代替工人進(jìn)行焊接工作不僅改善了工人的工作環(huán)境，而且可以保證生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。針對船舶、工程機(jī)械和機(jī)床等大型結(jié)構(gòu)件的焊接機(jī)器人設(shè)備卻較少。這類大型結(jié)構(gòu)件的焊縫通常長達(dá)數(shù)十米，焊縫直線度及坡口加工質(zhì)量較差?，F(xiàn)有基于大型機(jī)器人工作站的生產(chǎn)模式，不僅設(shè)備成本及生產(chǎn)成本高昂，而且設(shè)備適應(yīng)性較差，也逐漸不能滿足國內(nèi)的市場需求。與傳統(tǒng)的大型機(jī)器人工作站相比，

2、移動(dòng)焊接具有設(shè)備成本低，操作靈活和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。為此，本文面向大型結(jié)構(gòu)件直線焊縫移動(dòng)焊接設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)需求，對機(jī)械臂類型進(jìn)行綜合。在此基礎(chǔ)上，基于三維軟件，設(shè)計(jì)并優(yōu)化機(jī)械臂結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)研究對移動(dòng)焊接機(jī)器人的原理設(shè)計(jì)及工程化應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　本研究首先分析總結(jié)了焊接工業(yè)機(jī)器人以及移動(dòng)焊接機(jī)器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)移動(dòng)焊接機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，確定本文的研究內(nèi)容。其次，根據(jù)焊接工藝需求分析，以及機(jī)構(gòu)自由度分析，提出了三種適合本設(shè)計(jì)

3、的機(jī)構(gòu)形式，分別對上述三種機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析以及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真驗(yàn)證，根據(jù)分析結(jié)果確定了適合本設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)形式。再次，基于工藝需求分析以及仿生學(xué)原理對機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度綜合，確定各連桿尺寸；確定該機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式，對各關(guān)節(jié)幾種傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，確定了合理的傳動(dòng)方式，最終完成了該機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在三維軟件中完成了焊接機(jī)械臂的虛擬裝配。最后，基于有限元分析方法對本設(shè)計(jì)中機(jī)械臂的各部件進(jìn)行了靜力學(xué)分析，分析了各結(jié)構(gòu)部件應(yīng)力和應(yīng)變情況，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)