五自由度焊接机器人的设计
五轴弧焊机器人传动机构的设计
五轴弧焊机器人传动机构的设计与分析戚松制造学院 0743021004摘要：本文总结并具体应用了示教、再现(T/P)式全电动多关节型五轴弧焊机器人传动机构的设计原则以及各关节传动机构的若干实用可行的设讣方案，并进行了分析比较。
1.引言设计T/P式具有点位控制(PTP)、连续控制(CP)功能的全电动多关节型五轴弧焊机器人本体的关键问题之一就是传动机构的设计。
本文将详细介绍其传动机构的设计原则，并具体应用于各关节传动机构设计和分析的若千方案。
2.弧焊机器人简介及其传动机构的总设计原则弧焊机器人持重只有10k g左右，重复精度应±0．2mm为佳，焊接速度范围大约需要0．2～ 2 m/min，高速移动时的速度达60m/min左右，T/P式，具有PTP、CP控制功能，目前国内主要应用的驱动器有直流和交流伺服电机(以下用M表示)，主要应用的减速方式是谐波减速器(以下用R表示)、滚珠丝杠副、行星齿轮机构、齿轮及蜗轮蜗杆传动；本体主要由机身回转(RT自由度)，上臂俯仰(UA自由度)、前臂俯仰(FA自由度)、手腕回转(TW自由度)和手腕上下摆动(BW自由发)构成。
为了满足焊接作业和控制对弧焊机器人本体的基本要求，在传动机构的设计中应着重保证：①足够高的传动精度和刚度；②传动平稳，噪音小；⑧偏重力矩小，运动部分重量轻，惯量小；④摩擦小，传动效率高；⑤总体布局合理，造型美观；⑥成本低，经济性好。
下面将应用这些总设计原则，具体分析各关节传动机构的重点设计要求，并据此设计和分析若干传动方案。
3.机身回转传动机构的设计与分析机身是直接支承和传动手臂的部件，承载重且受力情况复杂，转动惯量及其变化幅度大，误差放大比最大。
因此，高旋转精度和刚性是机身设计时应首先予以保证。
方案一 M1经R1直接驱动RT轴(图1 )。
方案二参见图1。
M1经摆线行星轮减速器直接驱动RT轴。
方案三图2所示，M1经同步齿形带、R1驱动RT轴。
方案四如图34。
新型简易五自由度焊接机械手的设计
焊接 机器人 具有 焊 接 质 量稳 定 ， 善 工 人 劳动 条 改
件， 提高劳动生产率等特点 ， 广泛应用于汽车、 通用机
械 、 程机 械 、 器工业 和 金属结 构等行 业 。据不 完全 工 兵 统计 ， 全世 界在役 的工业 机 器 人 中大约 有 一 半用 于各
本文 设计 的焊 接机 器 人 要 实 现五 个 自由度 ， 制 控 系统 采用 了 ８Ｃ １单 片机 控制 ５个 步进 电机 的转 向、 ９５ 转速 和旋 转角 度 的控制方 案 。 控制 系统 包括 ： 位 机控 制 系 统 的设 计 和 下位 机 上 控制 系统 的设 计 。上 位 控 制 系 统 的 设 计 是 为 了实 现
ＤＡＩＳ ａ ．ｈａ ｈ ｎｓ ｎ
（ 江苏建筑职业 技术 学院 机 电工程系 ， 江苏 徐 州 ２ １ １ ） ２ １６
摘
要 ： 自由度 关节型机 器人 以苴 －作 范 围大 、 五 ｆ ＿ 动作 灵 活 、 结构 紧凑等优 点备 受设 计 者 和使 用者 的青
睐。该 文结合 实际生产 中的应 用设 计 了一种新 型五 自由度 简 易焊接机 械 手 ， 分析 了传 动 系统 和控 制 系统 的 方案选择 ， 该机 械 手结构 紧凑 ， 控制 方案 简单 ， 制造 成本较低 ， 简易焊接机械 手的制 造提供 了一 定的参 考 。 为
收稿 日期 ：０ １ ９２ ２ １ － －９ ０ 作者简介 ： 戴珊珊 （ ９５ ） 女 ， １７ 一 ， 江苏徐州人 ， 师 ， 讲 长期从 事
重复定位精度 机器人本体质量
Ｏ２ｍｍ ． 约 １０ｋ ６ ｇ
机械设计和制造方面 的教学与科研工作 。
焊接机器人设计思路
焊接机器人设计思路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：焊接机器人是一种自动化焊接设备，广泛应用于汽车制造、船舶制造、桥梁建设等领域。
它通过搭载的焊接枪实现快速、精准的焊接操作，可以取代人工焊接，提高生产效率，减少劳动强度，保障焊接质量。
设计一款高性能的焊接机器人需要考虑多个方面的因素，下面我们就来探讨一下焊接机器人的设计思路。
焊接机器人的结构设计是关键。
一般来说，焊接机器人主要由机械结构、控制系统和焊接系统三部分组成。
机械结构需要具备稳定性好、移动灵活、工作空间大等特点，以适应不同工件的焊接需求。
还要考虑机器人的尺寸、重量、安全性等因素，确保其可以在工作中稳定可靠。
焊接机器人的控制系统设计也至关重要。
控制系统通常由传感器、控制器、执行器等组成，可以实现机器人的自动化操作。
在设计控制系统时，需要考虑控制精度、反应速度、抗干扰能力等因素，以确保机器人能够按照预定的路径、速度完成焊接任务。
还要考虑控制系统的软件设计，包括运动规划、路径规划、碰撞检测等功能，以提高机器人的工作效率。
焊接机器人的焊接系统设计也需要慎重考虑。
焊接系统通常由焊接枪、焊接电源、焊丝送丝器等组成，可以实现对工件的焊接。
在设计焊接系统时，需要考虑焊接枪的结构、焊接电源的稳定性、焊丝送丝器的精度等因素，以确保焊接效果良好。
还需要考虑焊接参数的设置、焊接工艺的优化等内容，以提高焊接质量和效率。
设计一款高性能的焊接机器人需要全面考虑机械结构、控制系统和焊接系统三个方面的因素。
只有这样，才能设计出性能稳定、工作效率高、焊接质量好的焊接机器人，为工业生产提供更多帮助。
希望未来的焊接机器人设计师们能够不断创新，推动焊接机器人技术的发展，为人类创造更美好的未来。
第二篇示例：焊接机器人是一种自动化设备，用于进行焊接工作。
它可以提高焊接质量、效率和安全性，同时减少人力成本。
在设计焊接机器人时，需要考虑多种因素，如结构设计、控制系统、传感器等。
本文将介绍焊接机器人的设计思路，并探讨如何实现优质高效的焊接作业。
五自由度焊接机器人的设计
摘要据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。
我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。
这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。
在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。
众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。
工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。
本次我所设计的机器人为五自由度弧焊机器人。
本说明书对本次设计的主要考虑内容进行了叙述和讲解，包括机器人的总体设计以及传动系统的构成与设计，电动机的选择，圆锥齿轮的设计与校核，谐波减速器的原理以及选择，腕部转动轴的校核，齿形带规格的选择以及滚动轴承的选择与校核等。
由于设计经验不足以及理论知识的匮乏，本次设计肯定存在许多不足之处，望答辩老师谅解并不吝赐教。
关键词焊接机器人；齿形带传动；谐波减速器；五自由度ABSTRCTAccording to incomplete statistics, nearly half of the world's industrial robots in service are used for welding. The most common application of welding robot are in two main ways, spot welding and arc welding. The welding robot we are talking about is actually industrial robots which are doing the work in the welding tasks instead of welding production welder. Some of this welding robot is specially designed for welding while most of them are actually a common industrial robot fitted with a welding tool. In multi-task environment, a robot can even complete many kinds of work including the grasp of welding, handling, installation, welding, unloading and other tasks,. Therefore, in a sense, the history of the development of industrial robots is the history of the development of welding robot.It is well known that the welding processing on one hand requires on skilled operational skills, rich practical experience and stable level of welding; on the other hand, welding is a work with poor working conditions, dust, and heat radiation and high-risk. The emergence of industrial robots first makes people naturally think of using it to replace the manual welding to reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of welding.The robot I designed is a DOF arc welding robot. The design statement mainly include design of robot's drive system and the its composition, the choice of motor, design of bevel gear and verification, the principle of harmonic reducer and its choice, wrist Check the Department of rotational axis, the choice of rolling bearings and its checking and so on.KEY WORDS welding robot; profile belt transmission; harmonic reducer; 5-DOF目录中文摘要 (Ⅱ)英文摘要 (Ⅲ)目录 (Ⅳ)前言 (1)1 绪论 (3)2 毕业设计基本思路 (4)2.1总体所涉及思路及内容 (5)2.2设计传动方案 (5)3 焊接机器人腰部与大部设计 (7)3.1 腰部结构设计 (7)3.1.1 电动机的选择 (7)3.1.2 谐波减速器介绍及选择 (8)3.1.3 轴的设计与校核 (10)3.1.4 轴承的设计计算与核 (11)3.1.5 齿轮设计计算与校核 (12)3.2 大臂结构设计 (15)3.2.1 电动机的选择 (15)3.2.2 谐波减速器的选择 (15)3.2.3 轴的设计与校核 (16)4总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)前言焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。
焊接机器人总体设计
焊接机器人总体设计1.引言焊接机器人是一种能够自动进行焊接操作的机器人，广泛应用于制造业领域。
本文将介绍焊接机器人的总体设计，包括机器人的结构、动力系统、控制系统等方面的设计内容。
2.结构设计焊接机器人的结构设计是保证机器人能够完成焊接操作的基础。
机器人通常由机器人臂、焊接设备、控制系统等组成。
2.1机器人臂设计机器人臂是焊接机器人的核心部件，它负责完成焊接工作。
机器人臂通常采用多自由度结构，可以实现灵活的运动和定位。
机器人臂的设计应考虑以下几个方面：-负载能力：机器人臂需要能够携带和操作焊接设备及焊接工件，因此需要具备足够的负载能力。
-工作空间：机器人臂应具有足够大的工作空间，以满足各种焊接工件的要求。
-精度和稳定性：焊接过程需要高度精确和稳定的操作，因此机器人臂需要具备较高的精度和稳定性。
-防护措施：考虑到焊接过程中可能产生的火花和烟尘，机器人臂应具备相应的防护措施，以保证工作环境的安全。
2.2焊接设备设计焊接设备是焊接机器人实现焊接操作的具体工具，包括焊接枪、电源、焊接材料等。
焊接设备的设计应具备以下要求：-适应性：焊接设备应能够适应不同焊接工艺和工件材料的要求。
-控制性：焊接设备应具备良好的控制性能，能够满足焊接过程中的各种需求。
-耐用性：焊接设备需要具备较高的耐用性，能够适应连续和长时间的焊接操作。
-安全性：焊接设备应具备相应的安全措施，以防止潜在的火灾和电击等危险。
2.3控制系统设计焊接机器人的控制系统是实现焊接机器人操作的关键。
控制系统包括硬件和软件两部分。
硬件方面，焊接机器人的控制系统通常包括控制器、传感器等。
控制器负责对焊接机器人进行控制和调度，传感器主要用于采集焊接过程中的数据和信息。
软件方面，焊接机器人的控制系统应包含相应的控制算法和程序，以实现机器人臂的运动、焊接设备的控制等功能。
同时，控制系统应具备良好的人机交互界面，以方便操作员进行操作和管理。
3.动力系统设计焊接机器人的动力系统是保证机器人能够正常工作的基础。
五自由度激光焊接器智能控制系统设计
集成 激光 焊接
智能焊 接
伺 服 电机
Ｃ Ａ Ｎ总线
文献标 志码 ：Ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｌａ ｓ ｅ ｒ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｅ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｉｃ ｆ ｕ ｌ ｔ ｔ ｏ ｗｅ ｌ ｄ，ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
０ 引言
国内民用航空部件 的焊接维修主要参考 民航焊接 标准或部件制 造商所 提供 的维修 工艺 （ 如 氩弧 、 等 离
１ 五轴框 架设计方 案
本 文 设 计 的具 有 五 自由度 集 成式 激 光 焊 接 装 置采
用框架式结构 。装置运行时 ， 由三轴 （ 、 ｙ 、 ｚ轴 ） 系统 带动激光头大范 围运行 ， 工件 夹持机构依 靠旋转 和倾 斜的结合 ， 构成 了五维控制 系统 。 五 自由度结构如图 １ 所示。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｆ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒｅ ｆ ｅ ｄ ｏ ｍ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｗｅ ｌ ｄｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ＣＡＮ ｂ ｕ ｓ
ｏ ｆ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｇ ｏ ｏ ｄ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ，ｇ ｏ ｏ ｄ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏｒ ｆ ｌ ｆ ｅ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ
五自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计
开题报告（20**届）5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系专业指导教师填写日期毕业设计说明书20**届5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系专业指导教师5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计摘要据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。
我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。
这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。
在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。
众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。
工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。
本次我所设计的机器人为五自由度弧焊机器人。
本说明书对本次设计的主要考虑内容进行了叙述和讲解，包括机器人的总体设计以及传动系统的构成与设计，电动机的选择，圆锥齿轮的设计与校核，谐波减速器的原理以及选择，腕部转动轴的校核，齿形带规格的选择以及滚动轴承的选择与校核等。
由于设计经验不足以及理论知识的匮乏，本次设计肯定存在许多不足之处，望答辩老师谅解并不吝赐教。
关键词焊接机器人；齿形带传动；谐波减速器；五自由度design 5 degree-of-freedom welding robot overall and big arm and waistABSTRCTAccording to incomplete statistics, nearly half of the world's industrial robots in service are used for welding. The most common application of welding robot are in two main ways, spot welding and arc welding. The welding robot we are talking about is actually industrial robots which are doing the work in the welding tasks instead of welding production welder. Some of this welding robot is specially designed for welding while most of them are actually a common industrial robot fitted with a welding tool. In multi-task environment, a robot can even complete many kinds of work including the grasp of welding, handling, installation, welding, unloading and other tasks,. Therefore, in a sense, the history of the development of industrial robots is the history of the development of welding robot.It is well known that the welding processing on one hand requires on skilled operational skills, rich practical experience and stable level of welding; on the other hand, welding is a work with poor working conditions, dust, and heat radiation and high-risk. The emergence of industrial robots first makes people naturally think of using it to replace the manual welding to reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of welding.The robot I designed is a DOF arc welding robot. The design statement mainly include design of robot's drive system and the its composition, the choice of motor, design of bevel gear and verification, the principle of harmonic reducer and its choice, wrist Check the Department of rotational axis, the choice of rolling bearings and its checking and so on.KEY WORDS welding robot; profile belt transmission; harmonic reducer; 5-DOF目录中文摘要 (Ⅱ)英文摘要 (Ⅲ)目录 (Ⅳ)前言 (1)1 绪论 (3)2 毕业设计基本思路 (4)2.1总体所涉及思路及内容 (5)2.2设计传动方案 (5)3 焊接机器人腰部与大部设计 (7)3.1 腰部结构设计 (7)3.1.1 电动机的选择 (7)3.1.2 谐波减速器介绍及选择 (8)3.1.3 轴的设计与校核 (10)3.1.4 轴承的设计计算与核 (11)3.1.5 齿轮设计计算与校核 (12)3.2 大臂结构设计 (15)3.2.1 电动机的选择 (15)3.2.2 谐波减速器的选择 (15)3.2.3 轴的设计与校核 (16)4总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)前言焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。
五自由度机械臂设计
五自由度机械臂设计摘要本设计主要介绍关于工业机器人的一些知识和原理，包括工业机器人的组成、分类、主要技术性能参数和工业机器人的运动分析。
本设计的总体内容是根据移动机构的移动能力指标，比较现有移动机构的性能特点，确定移动机构的最佳移动方式；设计一个五自由度关节式机械臂，确定五自由度工业机器人的主要技术参数和传动关系，并通过对工业机器人的动力计算为各部位选择合适的驱动电机；确定五自由度工业机器人设计计算机控制系统方案以及为所设计的五自由度工业机器人进行Pro/E建模。
本论文作者在参考大量文献资料的基础上，结合设计的要求，并参考通用型机器人的结构，进行五自由度工业机器人的结构设计和其计算机控制系统的设计。
本文所设计的机械手臂主要由手爪、腕、小臂、大臂和基座组成，同时用Pro/E对其进行了三维建模，可用于搜索、抓取水下管件、缆线等细长物体，也可用于抓取其它形状的物体，具有一定的通用性。
机器人能自动控制，多功能，有五个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
关键词五自由度；工业机器人；三维建模The Design Of Five Degrees Of Freedom OfRbotic ArmAbstractThis design focuses on some knowledge and principles of industrial robots, including the composition of industrial robots, classification, the main technical performance parameters and the motion analysis of industrial robots. The overall content of this design is the ability to move of the moving mechanism based on indicators, comparing the performance characteristics of existing mobile mechanism, to determine the optimal movement mechanism moves; design a joint manipulator of five degrees, to determine five degrees of freedom of an industrial robot main technical parameters and transmission relations and through various parts of the dynamic calculation of industrial robots to choosing the right drive motor; identified the computer control system programs of the design of five degrees of freedom of industrial robots, as well as build a Pro / E model of the design of five degrees of freedom of industrial robots. The authors in reference to large number of documents on the basis,combination of design requirements, and with reference to the structure of general-purpose robot for five degrees of freedom industrial robot design and design the computer control system. The robotic arm of this article is designed mainly by gripper, wrist, forearm, arm and base composition, while using the Pro / E computer program be a three-dimensional modeling,the robotic arm can be used to search for, capture pipe fittings underwater, cables, and other fine or long objects, it can also be other shapes objects for gripping, a certain versatility. Robot can automatically control, multi-functional, there are five degrees of freedom,it can be fixed or moving, for the related automation systems.Keywords Five degrees of freedom；Industrial robot；3D modelling目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 工业机器人的组成 (2)1.3 工业机器人的分类 (2)1.4 工业机器人主要技术性能参数 (3)1.5 课题的总体内容 (4)1.6 本章小结 (4)第2章机械臂的结构设计 (5)2.1 五自由度工业机器人的主要参数 (5)2.2 五自由度工业机器人结构 (5)2.3 五自由度工业机器人的动力计算 (6)2.4 本章小结 (15)第3章机械臂的Pro/E建模 (16)3.1 创建零件 (16)3.2 装配 (18)3.3 制作装配动画 (19)3.4 本章小结 (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录A (25)附录B (29)第1章绪论1.1课题背景机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。
五自由度机械臂图纸
五自由度机械臂图纸背景介绍机械臂作为一种常见的工业机器人，被广泛应用于生产线、仓储物流等场景中。
它的灵活性和精确性使得其成为自动化生产的重要工具。
五自由度机械臂是一种具有五个旋转关节的机械臂，可以在三维空间内进行复杂的运动和操作。
机械构造五自由度机械臂的主要组成部分包括：底座、沿轴旋转关节、轴、臂、末端执行器等。
其中，底座是机械臂的支撑结构，旋转关节通过电机和减速器驱动轴进行转动。
每个关节都可以实现独立的旋转运动，以实现机械臂的灵活操作。
臂是连接各个关节的部件，通过轴连接在一起。
末端执行器是机械臂的功能部件，可以根据不同的需求安装不同的工具，例如夹子、吸盘等。
控制系统五自由度机械臂的控制系统主要包括传感器、控制器和执行器。
传感器可以用来检测机械臂的姿态、位置和力度等信息，以实现对机械臂的精确控制。
控制器是机械臂的大脑，根据传感器的反馈信息，计算出机械臂的运动轨迹，并控制执行器的运动。
执行器是根据控制信号进行运动的部件，例如电机、液压缸等。
通过控制系统，用户可以通过编程或者手动操作，控制机械臂完成特定的任务。
应用领域五自由度机械臂广泛应用于各个领域，包括工业生产、医疗、仓储物流等。
在工业生产中，它可以完成装配、包装、焊接等工作任务，提高生产效率和产品质量。
在医疗领域，机械臂可以用于手术辅助操作，提高手术的精确性和安全性。
在仓储物流中，机械臂可以自动完成货物的搬运和堆垛，减少人力成本，提高运输效率。
总结五自由度机械臂是一种具有五个旋转关节的机械臂，可以在三维空间内进行复杂的运动和操作。
它的灵活性和精确性使得其在工业生产、医疗、仓储物流等领域有着广泛的应用。
通过控制系统的精确控制，机械臂可以完成各种任务，提高生产效率和工作质量。
随着科技的不断发展，机械臂的应用前景将会越来越广阔。
五自由度工业机器人结构设计
1绪论工业机器人，一般指的是在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。
国际标准化组织(ISO)在对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备，以执行种种任务”。
随着科学和技术的不断发展，在过去的几个世纪里，人类在许多方面都取得了重大的进展。
机器人技术作为人类最伟大的发明之一，自20世纪60年代初问世以来，经历了短短的40年，已取得长足的进步。
工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后，已成为制造业中必不可少的核心装备，而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴，而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。
据联合国经济委员会和国际机器人联合会去年关于世界机器人的报告，仅2003年新投入使用的机器人接近10万个，使世界目前使用的机器人总数超过75万。
世界使用机器人最多的国家是日本，约38 .9万；其次为德国(9.1万)、美国 (9万)、意大利(3.9万)、韩国(3.8万)、法国(2.1万)、西班牙(1.3万)和英国(1.2 万)，并且报告估计2004年，全世界使用的机器人总数将超过100万。
我国的工业机器人发展的历史已经有20多年，从“七五”科技攻关开始，正式列入国家计划，在国家的组织和支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破，而且在工业机器人整机方面，己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术，并成功的应用于生产，掌握了相关的应用工程知识。
但总的看来，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离。
我国目前大约有 4000台工业机器人，其中仅有1/5是国产的，其余的则是从40多个国外厂商进口的机器人。
五自由度机械手结构设计
五自由度机械手结构设计引言机械手是一种具有多自由度的机械装置，可以模拟人类手臂的运动。
在自动化生产领域，机械手的应用十分广泛。
本文将介绍一种五自由度机械手的结构设计。
一、机械手的自由度机械手的自由度是指机械手能够同时执行的独立运动的个数。
常见的机械手自由度有1自由度、2自由度、3自由度等。
具有更多自由度的机械手可以实现更复杂的操作。
二、五自由度机械手的结构五自由度机械手由五个关节连接而成，每个关节都可以进行独立的旋转运动。
这五个关节分别为：1.基座关节：机械手的底部，负责固定机械手的整体结构。
2.肩关节：负责控制机械手在水平平面上的旋转运动。
3.肘关节：负责控制机械手在垂直平面上的旋转运动。
4.腕关节1：负责控制机械手前后的旋转运动。
5.腕关节2：负责控制机械手上下的旋转运动。
通过这五个关节的协调运动，机械手可以灵活地完成各种任务。
三、五自由度机械手的工作原理五自由度机械手的工作原理是将电机或液压驱动系统与关节连接。
通过控制电机或液压驱动系统的速度和方向，可以实现机械手关节的旋转运动。
控制系统通过传感器获取机械手各个关节的位置和速度信息，然后根据预设的运动轨迹，计算出每个关节应该旋转的角度。
控制系统通过发送控制信号给电机或液压驱动系统，实现机械手的运动。
四、五自由度机械手的应用五自由度机械手的应用十分广泛，主要用于以下领域：1.自动化生产线：机械手可以承担一些重复性、繁琐或危险的操作，提高生产效率和安全性。
2.医疗领域：机械手可以用于手术辅助、康复训练等领域，提高手术精确度和患者康复效果。
3.物流仓储：机械手可以用于货物的搬运、堆垛等操作，提高物流效率和减少劳动力成本。
4.精密装配：机械手可以用于精密零件的装配，提高装配质量和效率。
5.科研实验：机械手可以用于科研实验中的样品处理、测量等任务，提高实验效果和减少人工操作的误差。
五、结论五自由度机械手是一种具有广泛应用前景的机械装置。
通过合理的结构设计和高效的控制系统，机械手可以实现多样化的任务。
五自由度机械手臂设计说明书
五自由度机械手臂设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：___________________ 日期：_______________指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解________ 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本; 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文; 在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权_________________________ 大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名: 日期：年月注意事项1. 设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
焊接机器人设计范文
焊接机器人设计范文一、设计原则1.结构简单：焊接机器人的结构应设置简单，方便维护和更换使用零部件。
2.稳定性好：焊接机器人应具有良好的稳定性，以确保焊接质量的稳定性和一致性。
3.精确度高：焊接机器人应具有较高的定位精度和重现精度，以确保焊接接头的精确度和质量。
4.操作简便：焊接机器人的操作应简便易学，具有用户友好的界面和操作方式。
二、机械结构设计1.机器人臂：机器人臂应具备足够的稳定性和承载能力，能够实现复杂的运动轨迹。
2.工作台：焊接机器人的工作台应具备足够的稳定性和调节能力，以适应不同焊接工件的需求。
3.末端执行器：末端执行器是焊接机器人的关键部分，应具备良好的灵活性和精确度，以实现焊接过程中的精确控制。
三、电气系统设计1.电源系统：焊接机器人的电源系统应具备稳定的电压输出和较大的电流输出能力，以满足焊接电流的需要。
2.电气控制柜：焊接机器人的电气控制柜应具备良好的散热性能和防尘、防潮等功能，确保电气设备的安全和可靠运行。
3.传感器：焊接机器人应配备合适的传感器，以实时检测焊接过程中的参数和数据，并作出相应的调整和控制。
四、控制系统设计1.控制器：焊接机器人的控制器应具备强大的计算和控制能力，能够实现复杂的运动轨迹控制和焊接参数调整。
2.编程方式：焊接机器人的编程方式应简便易学，可以使用图形化界面或者编程语言进行编程，以满足不同用户的需求。
3.通信接口：焊接机器人应具备与其他设备进行数据传输和通信的接口，以实现与生产线的无缝链接。
总结：焊接机器人设计要考虑结构的简单性、稳定性、精确度和操作的简便性。
机械结构要具备稳定性和承载能力，并配备良好的末端执行器。
电气系统要有稳定的电源和敏感的传感器。
控制系统要具备强大的控制能力和编程方式，能够与其他设备进行通信。
通过以上设计原则和细致的设计，可以使焊接机器人实现高效、精确和稳定的自动化焊接。
焊接机器人的设计与制造
焊接机器人的设计与制造一、背景介绍随着科技的进步和人工智能的发展，机器人在生产制造中的应用越来越广泛。
对于焊接产业而言，传统的手工焊接方式效率低、周期长、人力成本高，而机器人的应用能够提高焊接的质量、效率和稳定性，减少人力成本，因此受到了广泛的关注和应用。
二、设计要素焊接机器人的设计要素主要包括机械结构、电气控制以及焊接工艺等方面。
对于机械结构而言，焊接机器人需要具备足够的稳定性、运动灵活性和精度，同时还需要考虑适应不同焊接场景的可操作性和灵活性。
对于电气控制而言，需要考虑机器人的运动控制以及数据处理等方面，以保证机器人在不同场景下能够实现灵活的操作和控制。
在焊接工艺方面，需要考虑焊接的材料、厚度和工件形状等因素，以确定焊接工艺参数和操作流程。
三、制造过程制造焊接机器人主要分为机械结构制造、电气控制系统的组装和焊接工艺调试等过程。
在机械结构制造方面，需要采用注塑成型等工艺对一些机械零部件进行制造；在电气控制系统的组装方面，则需要对不同的电气元件进行组装，包括电机、减速器、传感器和控制单元等。
最后，需要对焊接参数进行调试，以保证设备在使用过程中的稳定性、精度和焊接质量。
四、应用展望随着机器人技术的不断发展，焊接机器人在制造业中的应用将更加广泛，尤其是在汽车制造和机械制造等领域。
未来，焊接机器人将逐步实现智能化，通过数据采集、分析和处理等技术，实现自主控制和自我优化，提高生产效率和质量。
五、结论设计和制造一台高品质的焊接机器人需要涉及多个领域的知识和技能，涉及机械零部件制造、电气控制和焊接工艺等方面。
只有在这些方面有深入的研究和实践，才能使机器人达到高效智能的操作水平。
焊接机器人的发展趋势是智能化、灵活化和高效化，这将进一步推动焊接领域的发展，提高焊接产品的质量和可靠性。
焊接机器人毕业设计
摘要随着科技的发展和工业需求的增加，焊接技术在工业生产中所占据的分量越来越大，而且焊接技术的优良程度直接影响着零件或产品的质量。
国内焊接机器人应用虽已具有一定规模，但与我国焊接生产总体需求相差甚远。
因此，大力研究并推广焊接机器人技术势在必行。
本设计的重点是运用机械原理和机械制造装备设计方法设计焊接机器人的实践和方法。
本次设计，是在了解焊接机器人在国内外现状的基础上，进而掌握焊接机器人内部结构和工作原理，并对手臂和腕部进行结构设计。
合理布置了液压缸。
同时了解机器人机械系统运动学及运动控制学。
为工业上焊接机器人的设计提供理论参考、设计参考和数据参考，为工业设计者提供设计理论和设计实践的参考。
该机器人具有刚性好，位置精度高、运行平稳的特点。
关键字：焊接机器人液压系统机械机构设计AbstractWith the development of technology and the increase in industrial demand, welding in industrial production occupied more and more weight, and excellent welding technology directly affects the degree of the quality of parts or products.Although the domestic application of welding robot with a certain scale, but falls far short of the overall demand for welding.Therefore, great efforts to study and promote the welding robot technology is imperative.The focus of this design is the use of mechanical theory and design of machinery and equipment design and methods of practice welding robot.The design of the welding robot in understanding the basis of the status quo at home and abroad, and then grasp the welding robot and working principle of the internal structure, and structural design of the arm and wrist.Rational arrangement of the hydraulic cylinder.At the same time understand the robot mechanical system kinematics and motion control study.For the design of industrial welding robots to provide a theoretical reference, reference and data reference design for industrial designers and design practice, design theory reference.The robot has a good rigidity, high precision location, stable characteristics.Keyword:Welding robot；hydraulic system；mechanical structure design目录摘要 (I)Abstract (II)目录.................................................................................................................. I II 第1章引言. (1)第2章焊接机器人的总体方案 (3)2.1 总体设计的思路 (3)2.2 自由度和坐标系的选择 (3)2.3 传动方案论证 (4)2.4 焊接机器人的组成 (6)2.4.1执行机构 (6)2.4.2控制系统分类 (8)2.5 焊接机器人的技术参数 (8)2.6 本章小结 (8)第3章腕部结构的设计及计算 (10)3.1 腕部设计的基本要求 (10)3.2 腕部结构及选择 (10)3.2.1典型的腕部结构 (10)3.2.2腕部结构和驱动结构的选择 (10)3.3 腕部结构设计计算 (11)3.3.1腕部驱动力计算 (11)3.3.2腕部驱动液压缸的计算 (11)3.4 液压缸盖螺钉的计算 (12)3.5 动片和输出轴间的连接螺钉 (13)3.6 本章小结 (13)第4章臂部结构的设计及计算 (15)4.1 臂部设计的基本要求 (15)4.2 手臂的典型机构以及结构的选择 (16)4.2.1手臂的典型运动机构 (16)4.2.2手臂运动机构的选择 (16)4.3 手臂直线运动的驱动力计算 (17)4.3.1手臂摩擦力的分析与计算 (17)4.3.2手臂惯性力的计算 (18)4.3.3密封装置的摩擦阻力 (18)4.4 液压缸工作压力和结构的确定 (18)4.5活塞杆的计算校核 (19)4.6 本章小结 (20)第5章机身结构的设计及计算 (21)5.1机身的整体设计 (21)5.2机身回转机构的设计计算 (22)5.3 机身升降机构的计算 (23)5.3.1 手臂偏重力矩的计算 (23)5.3.2 升降不自锁条件分析计算 (24)5.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 (24)5.4 轴承的选择分析 (25)5.5 本章小结 (25)总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)第1章引言焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。
五自由度机器人结构设计
毕业设计(或论文)说明书页摘要随着机器人技术的飞速发展，工业机器人的应用领域正在不断的扩大，对教育培训部门提出了新的要求，为提高机器人教学的水平，我们研制了一套以实验教学为目的的机器人演示系统。
本文阐述了机器人的发展历程，国内外的应用现状，及其巨大的优越性，提出具体的机器人设计要求，进行了本演示系统的总体方案设计和各自由度具体结构设计、计算；对演示系统的控制部分的研制，其中包括：进电机开环控制；光电码盘为反馈元件的，以PWM型功放电路为驱动器的直流电机闭环控制；以89C51单片机为核心，实现演示系统的键盘管理和LCD显示，并以单CPU分时控制形式，实现机器人运动的点位控制方式。
最后设计制定出利用本演示系统所开设的几个实验的指导书。
关键字：教学机器人、结构设计、闭环控制、演示实验I毕业设计(或论文)说明书页 IIAbstract With the development of robot technology, the continual expansion of application of industrial robots presents newrequire-ments before education and training agencies.We have developed a robot demonstration system for experiments in training to improve the teaching effect of ―Robot Teaching ‖. Firstly, this paper discusses the development course ,the study both in demestic and in external, the significant advantages of robot and then gives the supporting source of the study and the technical requirements, Secoundly,this paper discusses the overall design and calculation on each degree of freedom ，and about the study on the control part of the Training Robot system,which includes the open-loop control of the stepping motor ,the digital closed-loop control of the DC motor with an optical-electrical encoder as feedback cell and the PWM power amplifier as driver .The keyboard management and the LCD display is based on a 89C51 singal plate computer .It is achieved in point to point control by a singal CPU with share time.At the end, it presents guidances to some experiments on the demonstration system.Keywords: Training Robot 、Structure Design 、Closed-Loop Control 、Demonstrating Experiment.毕业设计(或论文)说明书页目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (1)1.1机器人概述 (1)1.1.1机器人的诞生与发展................................. 错误！未定义书签。
一种五自由度串联机器人的设计
本文设计了一个五自由度串联机器人，首先通过计算得到执行端所需要的驱动力矩，再以此为依据选出该关节所需的减速器和伺服电动机，设计出外壳和关节的连接结构，绘制3D图，通过软件的测量求出设计好的部分重心，求出下一个关机所需的驱动力矩，选出所需的减速器和伺服电动机，以此类推最终完成总体设计，并且绘制了串联五自由度机器人的工程图。
关键词：五自由度串联机器人总体设计伺服电动机This paper designed a five DOF serial manipulator. First of all, through the calculated execution end driving torque, and this is the basis to select reducer and servo motor which the joint required, then design the shell and joint connection structure by 3D software . through the measurement , design part of the center of gravity for a shutdown required driving torque, select the desired speed reducer and servo motor, and so on. And final complete the overall design,and made a five DOF serial manipulator engineering drawing.Key words: 5-dof serial manipulator overall design Servo motor目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1机器人定义 (1)1.1.2机械手的应用简况 (1)1.1.3发展趋势 (1)1.2研究内容 (2)第2章搬运机械手结构设计 (3)2.1机械手的组成 (3)2.1.1执行机构 (3)2.1.2驱动机构 (3)2.2机械手的分类 (3)2.3机械结构设计与分析 (4)2.4传动、驱动方式的分析与选择 (4)第3章机器人手部的设计 (6)3.1手部设计要求 (6)3.2 驱动力的计算 (6)3.3两支点回转式钳爪的定位误差的分析 (8)3.4 手抓夹持范围计算 (8)第4章总体设计 (10)4.1总体设计参数 (10)4.2 设计原理 (10)4.3 传动设计 (10)4.4 关节处设计 (11)4.5 手臂设计 (12)4.6 整体设计 (13)第5章静力矩估算与电机、减速器的选择 (14)5.1 电机、减速器的选择 (14)5.1.1手腕转动 (14)5.1.2手臂俯仰 (16)5.1.3小臂俯仰 (17)5.1.4大臂俯仰 (19)5.1.5大臂转动 (21)5.2手臂的校核计算 (22)5.3轴的校核 (23)致谢 (27)参考文献 (28)第1章绪论1.1概述1.1.1机器人定义机器人、工业机器人、机械手，这些名词术语代表着不同的事物类别，但在概念上没有明确的区分，说明它们又有相似之处。
五自由度移动机械手设计 (2)
毕业设计五自由度移动机械手设计姓名： XXXXXX 学号： XXXXXX班级： XXXXXXXXXXXX专业：机械工程及自动化（数控技术方向）所在系： XXXXXXXXXX 指导老师： XXXXXX五自由度移动机械手设计摘要本课题来源于现实生活。
近现代以来，机器人领域发生着翻天覆地的变化，尤其在各工业生产制造行业的今天，它变得越来越智能、普及、常见化、平民化，在其他行业它的发展带动了各个领域的发展，对经济的提高带来显著作用。
机械手是机器人领域的一个组成部分，研究更为先进智能等优良性能的机械手具有重大意义。
当下对机器人领域研究提出了新一代的技术要求：包括性能、质量、生产效率、工作条件以及后期的产品换代升级等方面。
要求机械手在原代替工人繁重体力劳动和有害环境下操作的基础上，实现生产的机械化、自动化、精密化和产量化，具有节能环保，使用寿命长，外形设计美观合理和能后续产品质量升级换代的特点，并广泛应用于机械制造、冶金、电子、医疗和能源等领域。
此次设计主要研究五自由度机械手的主体结构部分（包括底座、腰部、大臂、小臂、手腕及末端执行结构），其主要通过腰部360度回转、大臂的俯仰，小臂的前后摆动，手腕360回转，末端执行器的摆动来实现空间中的五个自由度的运动。
关键词：五自由度；机械手；结构方向；研究价值天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书Mechanical Structure Design for A 5-Degree of Freedom MobileManipulatorABSTRACTThis is based on the production practice. In modern times, with the changes in turn the world upside down the field of robotics, more and more intelligent, popular, common, popular in the industrial manufacturing industry, other industries in the development of various fields, have significant effect on economic increase. Manipulator is a part of the field of robotics, it is very important to study the mechanical hand is more excellent performance of advanced intelligence. The proposed requirements of a new generation of technology in robot research field: including performance, quality, production efficiency, working conditions and the product upgrading. The basic requirements of manipulator in the original place of workers heavy manual labor and hazardous environment, achieve the production mechanization, automation, precision and production, energy saving and environmental protection, the service life is long, the characteristics of the upgrading of aesthetic design is reasonable and can follow the product quality, and is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, health care and energy field.The design of the main body structure of manipulator with five degree of freedom (the base part, waist, arm, wrist, arm and end effector structure), mainly through the waist turning, pitching arm, small arm and wrist rotation, swing, swing the end effector to realize five degrees of freedom of movement in space.Key Word：Five degree of freedom；Robot；Structure direction；The value of search天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 机械手发展史及发展现状 (1)1.3 产品用途与使用范围 (2)1.4 本次毕业设计的主要内容 (2)第二章五自由度移动机械手总体方案设计 (4)2.1 移动机械手的结构形式选择 (4)2.2 机械手驱动方式选择 (6)2.3机械手结构总体布局 (7)第三章机械手工程图的设计及计算 (9)3.1 主要技术参数的确定 (9)3.1.1机械总体结构参数确定 (9)3.1.2直流伺服电机的选择 (9)3.2机械手各关节的部件的详细设计 (11)3.2.1腰部关节设计 (12)3.2.2大臂摆动关节设计 (15)3.2.3小臂摆动关节设计 (15)3.2.4手腕旋转关节设计 (17)3.2.5执行器摆动关节设计 (17)3.2.6机械手各臂及支座的结构设计 (18)3.2.7重要零件的受力分析与校核计算 (20)第四章基于Pro/ENGINEER的模型建立与运动分析 (24)4.1机械手各部件静态模型的建立 (24)4.2移动机械手的运动分析 (28)天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书4.2.1连杆参数及连杆坐标系的建立 (28)4.2.2运动学方程式推导 (31)总结 (33)参考文献 (34)致谢 (36)天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书第一章绪论1.1 课题研究的意义21世纪是知识的世界，也是科学技术的世界，谁掌握了科技的前沿方向，谁就能把握主导权，引领世界潮流，发展经济，带动各行各业的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
开题报告（20**届）5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系专业指导教师填写日期一、本课题国内外状况，说明选题依据和意义焊接机器人是目前最大的工业机器人应用领域。
由于汽车制造业对许多构件的焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求，一般工人已难以胜任这一工作；此外，焊接时的火花及烟雾等，对人体造成危害，因此，焊接过程的完全自动化已成为重要的研究课题，其中，最为重要的就是要应用焊接机器人。
随着近代模糊数学和神经网络的出现，以及PC机与焊接机器人的结合应用，有效解决了专用控制器计算负担重、实时性差等问题.还能够将具他领域如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等先进的研究成果应用到该系统的实时操作中。
焊接过程中存在很多不确定的因素，是一个典型的时变非线性系统，难以建立精确的数学模型。
因此，采用与模型无关的人工神经网络或模糊控制技术更为合适。
我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。
汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。
早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。
“一汽”是我国最早引进焊接机器人的企业，1984起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。
1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊线。
80年代末和90年代初，德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车，虽然是国外的二手设备，但其焊接自动化程度与装备水平，让我们认识到了与国外的巨大差距。
随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接机器人。
可以说90年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产，同时使国外焊接机器人大量进入中国。
由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣，工程机械行业也成为较早引用焊接机器人的行业之一。
近年来由于我国经济的高速发展，能源的大量需求，与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术，焊接机器人逐渐崭露头角。
铁路机车行业由于我国货运、客运、城市地铁等需求量的不断增加，以及列车提速的需求，机器人的需求一直处于稳步增长态势。
据2001年统计，全国共有各类焊接机器人1040台，汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的76%。
在汽车行业中点焊机器人与弧焊机器人的比例为3：2，其他行业大都是以弧焊机器人为主，主要分布在工程机械（10%）、摩托车（6%）、铁路车辆（4%）、锅炉（1%）等行业。
焊接机器人也主要分布在全国几大汽车制造厂，从图1中还能看出，我国焊接机器人的行业分布不均衡，也不够广泛。
进入21世纪由于国外汽车巨头的不断涌入，汽车行业迅猛发展，我国汽车行业的机器人安装台数迅速增加，2002、2003、2004年每年都有近千台的数量增长。
估计我国目前焊接机器人的安装台数在4000台左右。
汽车行业焊接机器人所占的比例会进一步提高。
目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三种。
日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。
欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。
国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。
目前在我国虽然已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品，但却不能批量生产，形成规模，有以下几个主要原因：国内机器人价格没有优势。
近10年来，进口机器人的价格大幅度降低，从每台7-8万美元降低到2-3万美元，使我国自行制造的普通工业机器人在价格上很难与之竞争。
特别是我国在研制机器人的初期，没有同步发展相应的零部件产业，如伺服电机、减速机等需要进口，使价格难以降低，所以机器人生产成本降不下来；我国焊接装备水平与国外还存在很大差距，这一点也间接影响了国内机器人的发展。
对于机器人的最大用户—-汽车白车身生产厂来说，目前几乎所有的装备都来从国外引进，国产机器人几乎找不到表演的舞台。
我们应该承认国产机器人无论从控制水平还是可靠性等方面与国外公司还存在一定的差距。
国外工业机器人是个非常成熟的工业产品，经历了30多年的发展历程，而且在实际生产中不断地完善和提高，而我国则处于一种单件小批量的生产状态。
国内机器人生产厂家处于幼儿期，还需要政府政策和资金的支持。
焊接机器人是个机电一体化的高技术产品，单靠企业的自身能力是不够的，需要政府对机器人生产企业及使用国产机器人系统的企业给予一定的政策和资金支持，加速我国国产机器人的发展。
二、主要技术经济指标和参数：自由度数 5驱动方式伺服或步进电机总高1300mm最大持重 12kg各轴转角轴 转角º速度º/s1轴 3002轴 1203轴 110904轴 2105轴 360180三、研究的基本内容，你解决的主要问题（阐述的主要观点）焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求，一般工人已难以胜任这一工作；此外，焊接时的火花及烟雾等，对人体造成危害。
归纳起来采用焊接机器人有下列主要意义：(1) 稳定和提高焊接质量,保证其均一性。
(2) 改善了工人的劳动条件。
(3) 提高劳动生产率。
本论文所研究的为5自由度焊接机器人，主要解决焊接机器人腰部以及大臂的工作平稳性和提高其工作效率，主要解决一下几个问题：(1)理清整个机器的工作原理，及各个部件相互关系，使之协调。
(2)都大臂和腰部的工作原理做研究，明确其传动路线。
(3)明确各个部件的装配关系，画出装配图和主要零件图。
(4)明确各个部件的技术要求，合理选择材料及配合关系。
四、课题研究工作进度计划起止日期工作内容**.01.02-**.3.14 撰写文献综述外文翻译开题报告**.01.05-**.3.14 毕业实习**.03.15-**.04.01 总体设计**.04.02-**.04.27 部件设计**.04.28-**.05.14 零件设计**.05.15-**.05.29 编写设计计算说明书**.05.30-**.06.04 预答辩及修改工作**.06.06-**.06.09 主审教师评阅**.06.10左右答辩及成绩综合评定六、主要参考文献[1]申永盛.机械原理[M].北京：清华大学出版社，1999.260～264[2] 徐德，涂志国，赵晓光，等.弧焊机器人的视觉控制[J].焊接学报，2004，25（4）：10-14.[3成大先.机械设计手册，减(变)速器.电机与电器[M].北京：化学工业出版社2004.1[4] 周炳森,《新编焊接设备选型与焊接材料选用实用手册》.出版时间:2006年7月[5] 朱浩翔.工业机器人发展现状与趋势[J].MC现代零部件，2007.1[6]罗诚,《最新压力容器焊接和切割新技术、新工艺与应用技术标准实用手册》，中国科技文化出版社，2005年[7] 陈善本，《智能化焊接机器人技术》。
机械工业出版社。
2006-1-1，5-2[8]王伯平.互换性与测量技术基础[M].北京：机械工业出版社，2004．15～25毕业设计说明书20**届5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系专业指导教师5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计摘要据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。
我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。
这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。
在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。
众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。
工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。
本次我所设计的机器人为五自由度弧焊机器人。
本说明书对本次设计的主要考虑内容进行了叙述和讲解，包括机器人的总体设计以及传动系统的构成与设计，电动机的选择，圆锥齿轮的设计与校核，谐波减速器的原理以及选择，腕部转动轴的校核，齿形带规格的选择以及滚动轴承的选择与校核等。
由于设计经验不足以及理论知识的匮乏，本次设计肯定存在许多不足之处，望答辩老师谅解并不吝赐教。
关键词焊接机器人；齿形带传动；谐波减速器；五自由度design 5 degree-of-freedom welding robot overall and big arm and waistABSTRCTAccording to incomplete statistics, nearly half of the world's industrial robots in service are used for welding. The most common application of welding robot are in two main ways, spot welding and arc welding. The welding robot we are talking about is actually industrial robots which are doing the work in the welding tasks instead of welding production welder. Some of this welding robot is specially designed for welding while most of them are actually a common industrial robot fitted with a welding tool. In multi-task environment, a robot can even complete many kinds of work including the grasp of welding, handling, installation, welding, unloading and other tasks,. Therefore, in a sense, the history of the development of industrial robots is the history of the development of welding robot.It is well known that the welding processing on one hand requires on skilled operational skills, rich practical experience and stable level of welding; on the other hand, welding is a work with poor working conditions, dust, and heat radiation and high-risk. The emergence of industrial robots first makes people naturally think of using it to replace the manual welding to reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of welding.The robot I designed is a DOF arc welding robot. The design statement mainly include design of robot's drive system and the its composition, the choice of motor, design of bevel gear and verification, the principle of harmonic reducer and its choice, wrist Check the Department of rotational axis, the choice of rolling bearings and its checking and so on.KEY WORDS welding robot; profile belt transmission; harmonic reducer; 5-DOF目录中文摘要 (Ⅱ)英文摘要 (Ⅲ)目录 (Ⅳ)前言 (1)1 绪论 (3)2 毕业设计基本思路 (4)2.1总体所涉及思路及内容 (5)2.2设计传动方案 (5)3 焊接机器人腰部与大部设计 (7)3.1 腰部结构设计 (7)3.1.1 电动机的选择 (7)3.1.2 谐波减速器介绍及选择 (8)3.1.3 轴的设计与校核 (10)3.1.4 轴承的设计计算与核 (11)3.1.5 齿轮设计计算与校核 (12)3.2 大臂结构设计 (15)3.2.1 电动机的选择 (15)3.2.2 谐波减速器的选择 (15)3.2.3 轴的设计与校核 (16)4总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)前言焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。