毕业设计1Word下载.docx

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姓名

指导教师

负责教师

沈阳航空工业学院

2007年6月

摘要

本次课题主要研究一种弧焊机器人。

弧焊机器人属于工业机器人的一种，采用交流伺服机、减速器、回转轴承，甚至传动齿轮等标准件，加快机器人批量化的生产速度。

此次毕业设计，重点在于研究RH6机器人的机构设计分析、传动设计分析以及结构设计分析。

在完成诸上分析的基础上，绘制装配图。

机器人的总指导思想：

机器人的工作可靠性应放在第一位。

从方案的确定、本体的设计到元器件的选择，从制造到调试等各个环节始终贯彻可靠性第一的原则，确保开发出的机器人能够可靠的工作。

在机构设计方面，主要根据要求绘制出机构运动简图，确定好自由度，并具体实现各个自由度的活动方式。

在机器人的传动和结构设计方面，表现为传动线路短，结构紧凑的设计特点。

1、2、3轴采用RV减速器，突出刚性和扭矩的要求；

4、5、6轴采用谐波减速器，突出质量轻和精度高的要求。

本设计说明书通过对实际应用设备的结构设计，提高机械专业学生的综合设计能力。

因此此课题具有重大的实践意义。

关键词：

弧焊机器人；

机构设计；

传动设计；

减速器

Abstract

ThistopicresearchesHuHanrobotmainly.ThisrobotofHuHanbelongtoindustry1kindoftherobots,adoptionexchangesservomachine,deceleratemachine,turnroundbearings,evenspreadtomovewheelgearetc.standardpiece,speedstherobotbatchquantityturnofproducespeed.

Thistimegraduationdesign,thepointlieinresearchtheorganizationdesignoftheRH6robotanalysis,spreadtomoveadesignanalysisandstructuredesignanalysis.Atcompletionvarioustopanalysisoffoundationup,drawassemblediagram.

TheRobotoftotalinstructionthought:

Theworkcredibilityoftherobotshouldputinthefirst.Fromtheprojectreallysettle,thedesignofessencearrivedollarsparepartofchoice,fromthemanufacturingarriveadjusttotryetc.eachthelinkalwayscarrythroughcredibilityoneprinciple,insuretherobotwhichdevelopmentcanworkofcredibility.

Atorganizationdesignaspect,mainlyaccordingtorequestdrawinganorganizationsportsketchplan,assurancegoodfreedomdegree,andconcreterealizationeachfreedomthelineactionofthedegree.

Intherobotspreadtomovewithstructureanddesignaspect,thedesigncharacteristicspacked.1,2and3stalkadoptiontheRVdecelerateamachine,outstandingandrigidwithtwistJuofrequest;

4,5and6stalkadoptionXiewavedeceleratemachine,outstandingthequalitylightandaccuracywellofrequest.

Thisdesignmanualpassesrightnessactualapplicationequipmentsofstructuredesign,exaltationmachineprofessionstudentofcomprehensivedesignability.Thereforethistopichasagravenessofpracticemeaning.

Keywords:

TheHuHanrobot；

Organizationdesign;

Spreadtomovedesign;

Decelerateamachine

1绪论

1.1概述

我国工业机器人技术经历了20多年的发展,目前已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件设计和软件设计技术,开发出喷涂、点焊、装配、搬运、水下作业等机器人,但是机器人批量化生产能力及相关产业化中的一些关键技术有待于进一步突破。

目前我国机器人的拥有量仅为2000台左右,大部分为工业机器人。

随着我国国民经济的持续高速发展,加快实现经济结构调整和产业升级,提高整个工业的自动化水平,已成为确保国民经济持续高速发展的关键因素。

中国入世后,客观上也迫使国内企业加快技术改造步伐,以提高企业装备的自动化水平,提高企业国际竞争力。

客观实际表明,我国对工业机器人的需求量和品种逐年大幅度增加。

为了加快工业机器人关键技术和成套技术的攻关和开发应用,大力推进机器人高新技术向国民经济支柱企业的转化,把我国工业机器人的自主设计、制造和系统应用的整体技术推向成熟,提供示范性的应用成果,本次设计通过对相关机器人的分析研究，完成了一种弧焊机器人的设计工作，进行了总体方案的设计和分析，并完成了部分主要结构的设计工作。

1.1焊接机器人国内外研究现状

自1962年美国推出世界上第一台Unimate型和Versatra型工业机器人以来，1996年底全世界已有大约68万台工业机器人投入生产应用。

这其中大约有半数是焊接机器人。

随着现代高技术产品的发展和对焊接产品质量、数量的需求不断提高，以焊接机器人为核心的焊接自动化技术已有了长足的发展。

焊接机器人是焊接自动化的革命性进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化生产方式。

刚性自动化设备通常都是专用的，只适用于中、大批量产品的自动化生产，因而在中、小批量产品的焊接生产中，手工焊仍是主要的焊接力式，而焊接机器人使小批量产品自动化焊接生产成为可能。

由于机器人具有示教再现功能，完成一项焊接任务只需要人给它做一次示教，工作，无须改变任何硬件，只要对它再做一次示教即可。

因此，在一条焊接机器人生产线上，可同时自动生产若干种焊件。

焊接机器人的主要优点如下：

1）稳定和提高焊接质量，保证其均匀性；

2）提高劳动生产率，一天可24小时连续生产：

3）改善工人劳动条件，可在有害环境下工作；

4）降低对工人操作技术的要求；

5）缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资s

6）可实现小批量产品的焊接自动化：

7）能在空间站建设、核能设备维修、以完成人工难以进行的焊接作业；

8）为焊接柔性生产线提供技术基础。

从60年代诞生和发展到现在，焊接机器人可大致分为三代：

第一代是指基于示教再现工作方式的焊接机器人，由于其具有操作简便、不需要环境模型、示教时可修正视械结构带来的误差等特点，在焊接生产中得到大量使用；

第二代是指基于一定传感器信息的离线编程焊接机器人．得益于焊接传感器技术和离线编程技术的不断改进，这类机器人现己进入应用研究的阶段；

第三代是指装有多种传感器，接收作业指令后能根据客观环境自行编程的高度适应性智能焊接机器人，由于人工智能技术的发展相对滞后，这一代机器人正处于试验研究阶段。

随着计算机控制技术的不断进步，使焊接机器人内单一的示教再现型向多传感、智能化方向发展将成为科研人员追求的目标。

目前，国内外已有大量的焊接机器人系统应用于各类自动化生产线上，据1996年底的不完全统计，目前中国已有500台左右的焊接机器人分布于大陆各大中城市的汽车、摩托车、工程机械等制造业，其中55％左右为弧焊机器人，45％左右为点焊机器人已建成的机器人焊接柔性生产线5条，机器人焊接工作站300个。

这些焊接机器人系统从整体上看基本部属于第一代的任务示教再现型，功能较为单一，工作前要求操作者通过示教盒控制机器人各关节的运动，采用逐点示教的方式来实现焊枪空间位姿的定位和记录。

由于焊接路径和焊接参数是根据实际作业条件预先设置的，在焊接时缺少外部信息传感和实时调整控制的功能，这类焊接机器人对作业条件的稳定性要求严格，焊接时缺乏“柔件”，表现出下述明显缺点：

1）不具备适应焊接对象和任务变化的能力；

2）对复杂形状的焊缝编程效率低，占用大量生产时间；

3）不能对焊接动态过程实时检测控制，无法满足对复杂焊件的高质量和高精度焊接要求。

焊接作为机械制造业中仅次于装配加工和切削加工的第三大加工作业，对其进行机器人柔性加下技术及其相关的控制器PC化、网络化和智能化的应用研究己成为焊接自动化发展的必然趋势。

1.2主要研究内容

RH6弧焊机器人属六自由度、垂直多关节通用型机器人，主要应用于汽车、摩托车等行业零部件焊接作业及小型装配、等离子或激光切割及焊接作业中。

　　RH6机器人采用交流伺服驱动技术，采用高精度、高刚性的小型RV减速机和新型高精度谐波减速器，具有良好的低速稳定性和高速动态响应性能，并可实现免维护功能。

该机器人采用SIASUN-GRC高性能的机器人控制器和大屏幕的汉字编程示教盒，其控制轴数可以扩展至12轴。

其控制系统具有编程简单、软键菜单操作，友好的人机交互界面，在线操作提示和使用方便等特点。

图1.3弧焊机器人外型图

RH6机器人结构设计紧凑，布局合理，外观宜人，体现了国际上机器人现代设计之理念和发展趋势。

经过机器人例行实验和用户现场运行，表明系统完全满足设计要，达到90年代末同外同类产品水平，可完全替代进口机器人。

RH6机器人配用的高性能机器人控制器采用32位计算机全数字控制，整个系统采用开放式和模块化结构。

采用全新设计的计算机控制系统、控制柜和编程示教盒，开发出以功能键驱动。

　　全菜单操作的汉字机器人操作系统，具有可靠性高，运算速度快等特点，系统升级和维护方便。

该控制系统可实现机器人和多个变位机的协调运动，圆弧插补精度高，内嵌的PLC功能为机器人应用工程的设计提供了方便。

1.3主要工作

本文通过对现有弧焊机器人的分析研究，特别是针对RH6弧焊机器人的研究,在满足机器人主要性能的基础上,根据设计要求进行弧焊机器人的以下设计工作：

总体方案的设计,并通过相关分析完善方案；

进行机构设计、分析，传动设计；

主要结构设计。

1.4论文组织结构

本论文的组织结构为：

第二章是对机构总体设计，第三章是对传动设计，第四章是结构的设计。

第五章是机器人的技术参数。

第六章是技术经济性分析。

2机构总体设计

工业机器人机械部分的设计是工业机器人设计的重要部