焊接機械手的結構設計

焊接機械手的結構設計,焊接,機械手,結構設計 西安工業(yè)大學北方信息工程學院 畢業(yè)設計（論文）中期報告 題目：焊接機械手的結構設計 系 別 機械信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B090201 姓 名 張芮華 學 號 B09020132 導 師 強懷博 2013年3月17日 撰寫內容要求： 設計（論文）進展狀況: 本階段的主要任務是完成了外文文獻的翻譯，對機械手結構設計進行了更深層次的分析和理解，包括機械結構的設計和結構受力的分析。通過以上分析，基本上完成了機械手的三維裝配圖，同時深刻體會到solidworks軟件功能的強大；大概了解了機械結構在選用過程中所依據(jù)的原則。 1. 在參考了大量文獻資料的情況下，否定了開題報告中擬采用的諧波齒輪傳動型機械手。原因是現(xiàn)有的諧波減速器尺寸過大（最小的剛輪直徑為25cm），超過了設計要求的工作區(qū)間(0cm-45cm)。因此決定采用另一種結構形式。 2. 由動力型旋轉關節(jié)和前、下兩臂組成。關節(jié)型機器人以臂部各相鄰部件的相對角位移為運動坐標。動作靈活，所占空間小，工作范圍大，能在狹窄空間內饒過各種障礙物。 3. 整體效果如圖1 圖1 設計整體為4個自由度。分別為： 焊槍相對于小臂回轉； 小臂相對大臂回轉； 大臂相對機架回轉； 機架在水平有一個腰部回轉。 電機采用伺服電機。 4. 設計的工作原理如下： 5. 首先腰部回轉使機械手和焊點處于同一平面；接著大臂回轉，小臂回轉，調節(jié)焊槍和焊點的距離，使焊槍能夠接觸到焊點。最后腕部回轉，使焊槍能夠垂直于焊點，以完成焊接作業(yè)。 6. 設計出機械手腕部回轉，小臂回轉的機械結構如圖2。 圖2 左側為電機，帶動軸轉動，軸和腕部剛性連接，從而帶動腕部回轉。軸和小臂殼體之間加一個深溝球軸承，以抵消徑向力，達到相對轉動的目的；小臂殼體和腕部加一個角接觸球軸承，以抵消徑向力和軸向力，從而使他們可以產(chǎn)生相對轉動。 7. 腰部回轉結構設計如圖3 圖3 電機安裝在底座上，帶動一個小齒輪，小齒輪帶動大齒輪，大齒輪和殼體剛性連接。殼體和底座間加一個角接觸球軸承以實現(xiàn)相對轉動。 存在問題及解決措施: 1. 確定大體參數(shù)。 機械臂為大臂小臂兩節(jié)，要求工作區(qū)間0cm-45cm，為滿足工作區(qū)間要求，所以需要擴大1/3倍。因為A2+B2≥2ab。所以當c一定時，a=b機械臂為最短。602=2A2。即A≈42.43cm，取60cm。 2.大臂相對于腰部回轉應該采用什么方式傳動？ 由于一般的電機驅動系統(tǒng)輸出的力矩較小，需要通過傳動機構來增加力矩，提高帶負載能力。對機器人的傳動機構的一般要求有: (l)結構緊湊，即具有相同的傳動功率和傳動比時體積最小，重量最輕。 (2)傳動剛度大，即由驅動器的輸出軸到連桿關節(jié)的轉軸在相同的扭矩時。角度變形要小，這樣可以提高整機的固有頻率，并大大減小整機的低頻振動; (3)回差要小，即由止轉到反轉時空行程要小，這樣可以得到較高的位置控制精度; (4)壽命長、價格低。 為了減小機構運行過程的沖擊和振動，并且不降低控制精度，采用了齒形帶傳動。 齒形帶傳動是同步帶的一種，用來傳遞平行軸的運動。 齒輪帶的傳動比計算公式為： i=N1/N2=Z1/Z2 3.不能熟練的運用三維軟件，在做裝配圖過程中總是出現(xiàn)報警等命令，致使工作無法正常進行。 其次，對機械結構的理解還不是很到位等。 通過與同學的探討及老師的指點，使我對自己的畢業(yè)設計有了更深一步的認識。我深深明白了設計與實際要緊密結合，要多動腦，勤思考。平時要多練習軟件。 后期工作安排: 1-2周：計算并核算選型。 3-4周：繪制設計相關的零件圖和裝配圖。 5-6周：撰寫畢業(yè)論文。 7周：準備答辯。 指導教師簽字： 年 月 日 注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打??；其他格式要求與畢業(yè)論文相同。 2）中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。