焊接机械手的结构设计
焊接机械手毕业设计
焊接机械手毕业设计【篇一：自动焊接机械手设计(毕业设计)】自动焊接机械手设计1 绪论1.1 技术概述工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
1.2 现状及国内外发展趋势国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：(1)工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。
(2）机械结构向模块化、可重构化发展。
例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。
(3)工业机器人控制系统向基于pc机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
(4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
焊接机器人腕小臂结构设计说明书
摘要介绍了焊接机器人技术发展的历程及我国焊接机器人技术研究的现状和发展前景。
针对焊接机器人产业化中涉及到的新型结构本体设计、高性能机器人控制器技术及免维护系统设计等关键技术进行了研究，结合Motomanup-6焊接机器人，介绍了采用谐波齿轮减速器及交流伺服电机等精密传动部件进行机器人小臂和腕部结构设计，使得机器人结构变得越来越简单,传动环节减少，提高了系统的精度，减少维护，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。
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。
我国到1997年底仅有焊接机器人500台，多为弧焊和点焊机器人，而且集中于汽车、摩托车和工程机械三个制造行业，因此我国焊接机器人的发展应首先扩大应用数量和应用领域。
同时也要尽快建立有我国自主知识产权的机器人生产产业。
关键词：弧焊焊接机器人、小臂腕部结构、交流伺服系统AbstractIntroduced a welding robot technology development and the history of China's welding robot technology on the status and development prospects. For welding robot involved in the industrialization of the new body structure design, high-performance robot controller technology and maintenance-free system design and other key technologies have been studied, with Motomanup-6 welding robot, introduced the use of harmonic gear reducer AC servo motor and transmission components such as precision robot arm and wrist structural design, makes robots become more and more simple structure, reduce the transmission links, increase the accuracy of the system, reduce maintenance, but also simplified the production process, reducing The cost of production.China's welding robot application mainly concentrated in the automobile, motorcycle, engineering machinery, railway locomotive, and several other major industries. Motor vehicles are the largest users of robots welding, but also the first users. Back in the late 1970s, Shanghai electric welding machine tool factory and the Shanghai Institute of cooperation in the development of the Cartesian coordinate manipulator, successfully applied to the Shanghai sedan chassis welding. China to the end of 1997 only 500 robot welding, spot welding and more robots for welding, and focus on vehicles, motorcycles and three construction machinery manufacturing industry, the development of China's welding robot should first expand the number of applications and application field. At the same time, as soon as possible the establishment of China's independent intellectual property rights of the robot manufacturing industry.Keywords：arc welding robot, small arm and wrist structural design, AC servo system目 录第一章 前言 (1)1.1 选题背景 (1)1.2焊接机器人毕业设计问题的提出 (4)1.2.1研究的基本内容，拟解决的主要问题 (4)1.2.2研究步骤、方法 (4)第二章 焊接机器人结构设计 (6)2.1小臂腕及结构设计 (6)2.1.1焊接机器人小臂及腕部结构设计方案 (6)2.1.2小臂及腕部整体机构的工作原理 (7)2.2电机的选择 (8)2.3直齿圆锥齿轮设计： (9)2.3.1传动比的选择 (9)2.3.2渐开线直齿圆锥齿轮几何计算 (9)2.4链的选择及链轮设计 (11)2.4.1链传动的特点 (11)2.4.2传动链的分类 (12)2.4.3链的选择 (13)2.5轴承的分类介绍 (14)2.6小臂腕部结构设计中必要的强度校核 (16)2.6.1圆锥齿轮强度校核 (16)2.6.2轴的强度校核 (17)第三章 谐波减速器 (28)3.1谐波减速器的发展 (28)3.2谐波减速器的应用 (28)3.3 谐波减速器的组成及工作原理 (29)3.3.1柔轮常见的结构形式 (29)3.3.2波发生器常见的结构型 (30)3.3.3谐波减速器的工作原理 (30)3.3.4双刚轮谐波减速器 (32)3.4谐波齿轮传动特点 (33)3.5谐波减速器产品系列及结构的特点 (34)3.6谐波减速器的选择 (35)3.7谐波减速器的安装使用与维护（本此设计所需系列） (37)第四章 经济性分析 (38)致谢 (39)参 考 文 献 (40)声明 (42)第一章 前 言机器人是一种在生产中能灵活完成特定操作，并有多种功能的机器。
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 。
焊接机械手臂设计
焊接机械手臂课程设计专业：机械设计与制造班级： 15级机械5班设计题目：焊接机械手臂设计指导教师：组别：学号：姓名：成绩：2016年5月目录一、技术参数 (2)二、设计要求 (2)三、设计过程 (4)四、设计结果 (5)五、设计总结 (7)六、心得体会 (9)一、技术参数：执行标准： GB8366-87 GB15579-1995额定输入电源： 380V 50Hz 3相额定输入电流： 5A最大负载：50Kg 额定负载持续率： 80%液压杆上升速度：20mm/s 最大上升高度：500mm摆臂最大摆角：150°摆速：10°/s旋转臂转速：30r/min二、设计要求：背景：在现代化的生产中，各个环节日益要求机械化、智能化。
特别是那些工作环境不好，工作条件恶劣的工种对机械化、智能化的要求更为强烈。
实现生产加工的机械化智能化不仅可以很好的保护工人们免受工作环境对身体的伤害，同时还可以提高生产效率和生产质量，实现量与质的双提高。
其中，焊接生产就特别需要这样的改进。
焊接生产过程存在焊接烟尘大，焊接保护气体和焊接过程中产生的气体对焊接工人的身体都会造成不同程度的伤害。
并且手工操作焊接对焊件结构存在局限性，导致焊接质量的不稳定性。
这些因素都反应出了焊接生产对机械化与智能化的需求，所以焊接机器人应时而生。
焊接机器人主要优点如下：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)缩短产品改形换代的准备周期,减少相应的设备投资；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，深水焊接等极限条件下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；焊接作为机械制造业中仅次与装备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工技术及其相关的控制器PC化，网络化和智能化的应用研究已成为焊接自动化发展的必然趋势。
焊接机械手的结构创新与设计
焊接机械手的结构创新与设计摘要根据相关资料的统计，全球用于焊接加工的机械手占据了近五成以上的市场份额。
焊接机械手主要分为两类广泛应用，即点焊和电焊。
通常所指的焊接机械手是指一种自动化技术装置，用于代替人工操作，执行焊接任务。
有些焊接机械手专为特定环境和工序而设计，但总体而言，大多数焊接机械手都使用工业机械手上常见的焊接工具。
在高危或复杂环境下，工业机械手能够执行复杂任务，如工件抓取、运输、装配、焊接和卸载。
因此，可以说工业机械手的发展历程实际上是焊接机械手领域的发展历程的一部分。
关键词：焊接；工业机械手；齿形带传动；1焊接机械手的发展前景随着时间的延长，机械手领域的核心技术会日益完善，它通过人手的模拟和计算机程序控制的方式去完成一些复杂的工作，我们也可以根据指标和要求进行相关程序的修改，因此这种比较适合多品种小批量的生产。
随着技术的提升，可以不用在使用人手而全依靠机械手就可以进行焊接任务，并且随着机械手数量的增多，甚至可以看到焊接工厂中无人焊接的场面。
伴随着焊接机械手技术的发展，我们对于工作的精度和效率都会相应地提升，这有利于减轻对于焊接行业的人才需求。
2工业机械手的研究状况纵观国内外工业机械手的研究现状，目前主要集中于以下8个方面的研究:（1）机械手的结构。
我们需要依照实际的要求去进行机械手的结构形式的选择与设计。
只有严格考察每个工种的机械手的选择过程，那么我们指定机械手选择方案的时候就可以应用于各种领域（2）因特网与无线通信技术。
通过这俩个技术可以实现纯机械化的焊接生产线和无人焊接，我们可以用计算机来进行程序的编写，自主规划好机械手的运动路径和功能。
也就不在需要恩门在那种高风险的环境下进行看守。
人们的生命安全也因此得到了一定的保障。
（3）实时视觉技术。
它有对视觉信号的接收，识别和处理的功能。
不但如此，它对视觉信息处理的能力的好坏也可以决定焊接机械手的综合性能。
（4）运动控制技术。
我们需要运用动力学和运动学等方法来进行机械手的控制过程描绘，要使机械手可以进行转变多种的工作状态的话，需要通过某种特定控制规律的建立过程。
(完整版)焊接机器人总体设计
焊接机器人总体设计此次设计的目的是设计一台焊接机器人，本文主要对焊接机器人的机械结构系统部分进行研究、设计和分析。
1 焊接机器人总体设计的思路设计机器人大体上可分为两个阶段：（1）系统分析阶段1）根据焊接机器人系统索要实现的目标，明确所采用机器人的目的和任务；2）分析机器人所在系统的工作环境；3) 根据焊接机器人的工作要求和工作环境，基本上确定机器人的功能和方案。
例如机器人的自由度、信息的存储量、计算机功能、承受力矩、动作精度的要求、容许的运动范围、静动载荷以及对温度、震动等环境的适应性。
（2）技术设计阶段1）根据系统的要求来确定机器人的自由度和允许的空间工作范围，选择机器人的坐标形式和工作方式；2）拟订机器人的运动路线和空间作业图；3）确定驱动系统的类型；4）选择各部件的具体结构以及尺寸，进行机器人总装图的设计与装配；5）绘制机器人的零件图，并确定尺寸。
2 焊接机器人自由度和坐标系的选择机器人的运动自由度是指各机器人系统运动部件在三维空间就是固定坐标系所具有的独立运动数，对于每一个构件来讲，它有几个运动坐标就说明其有几个自由度。
各运动部件和机构自由度的总和就是机器人的自由度数。
机器人的手部要像人手一样灵活的完成各种动作是比较困难的，因为人的手是由手指、掌、腕、臂等19个关节组成，共有27个自由度。
而生产实践过程中没有必要需要机器人的手有这么多的自由度一般为3-6个（不包括手部）此次设计的焊接机器人为4自由度，四个自由度分别为：腕部的回转；小臂部分的伸缩；大臂部分的回转；大臂部分的伸缩。
按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。
由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标式。
相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆、动的自由度。
工业实践机器人的结构形式主要有直角坐标型结构、圆柱坐标型结构、球坐标型结构、关节型结构四种。
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。
焊接机械手的结构设计
焊接机械手的结构设计摘要本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。
本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。
在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。
在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。
本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。
本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。
关键词：机械手；谐波减速器；结构设计Structure design of robot armAbstractThe design for the design of welding structure of the manipulator, the main research contents: the design of the waist turning mechanism；structure design of large, small arm and wrist rotation.This design by the overall layout with reference to the relevant design, the existing joint type manipulator, preliminary determine the moment of inertia of the waist, so as to determine the motor selection, installation and other related design. Complete the design of the overall structure of the flexible manipulator based on precision and the next, and then based on the overall structure, design of mechanical arm to determine the design of all the major components of the.The design of the main components, including the housing design, structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the size of motor, arm structure and fixed.The design of the whole made changes in the existing joint type manipulator structure, so that it can better meet the design requirement of this design. The design has simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy to repair and management.KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design目录1 绪论 (1)1.1 机器人简介 (1)1.1.1 机器人的发展及应用 (2)1.1.2 点焊机器人介绍及其研究意义 (4)1.1.3 机器人的组成 (6)1.2 机械手的组成 (8)1.3 本文主要研究工作 (11)2 机械手的总体结构 (12)2.1 机械手总体结构的类型 (12)2.2 设计具体采用方案 (13)3 机械手腰部机座 (15)3.1 机械手腰部机座结构的设计 (15)3.2 机械手腰部机座设计的具体采用方案 (15)3.3 电动机的选择 (16)3.4 减速器的选择 (17)3.5 键的选择 (18)4 机械手手臂的结构设计 (20)4.1 设计具体采用方案 (21)4.2 大臂电动机的选择 (21)4.3 大臂减速器的相关计算 (22)4.4 小臂电动机的选择 (23)4.5 小臂减速器的相关计算 (24)5 机械手腕部的结构方案设计 (27)5.1 腕部电动机的选择 (27)5.2 腕部减速器的选择 (27)6 轴承的选用与校核 (29)7 结论 (39)参考文献................................................................................... 错误！未定义书签。
钢丝网架焊接机械手的结构设计毕业设计
绪论根据建材市场的需求和国家关于创新发展新型墙体材料政策的实施，国家对建筑用材有了更加严格的要求，建筑节能越来越得到人们的高度重视。
我国全面展开了建筑节能工作，迄今为止国家已对全国50%以上的地区下达节能强制性标准和要求的文件。
传统的通过高温烧结黏土形成的红砖作为墙体材料的生产过程严重破坏生态环境，并极度浪费资源与能源，成为经济社会可持续发展的最大障碍之一]1[。
钢丝网架珍珠岩夹芯板是一种新型墙体材料，它以其自重轻、保温、隔热、隔音、抗震能力高、施工方便、价格低廉等优点，广泛应用于工业建筑与民用建筑框架结构中的非承重墙体和防火要求高的防火通道、防火墙等部位。
工业机器人技术的研究、发展与应用，使得在生产生活中很多人力难以实现任务通过机器人得以完成，同时也提高了生产效率，有力地推动了世界工业技术的发展。
特别是焊接机器人在高质、高效的焊接生产中，发挥了极其重要的作用。
在当前服役的各类工业机器人中，焊接机器人占了很大比例，其中日本是世界上拥有机器人最多的国家，焊接机器人占到日本机器人总量的35%[2]。
工业机器人又称机械手，由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置组成，是一种仿人操作、自动控制、能在三维空间完成各种作业任务的机电一体化设备，它不但具有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，同时还具有机器长时间工作、精确度高、抗恶劣环境强的能力。
它对提高生产效率，改善劳动条件和产品的更新换代起着十分重要的作用[3]。
目前，我国的珍珠岩行业整体水平较差，大多以小企业为主，生产设备比较陈旧，能耗高，生产效率较低，综合起来并不能体现钢丝网架珍珠岩夹芯板的优越性。
尤其在钢丝网架生产最后一道工序的焊接作业中采用手工焊接，自动化程度低，影响了企业的长远发展。
本文在吸取已有生产设备优点的基础上，为提高钢丝网架焊接作业的自动化程度设计了焊接机械手，使珍珠岩墙体的制备机械达到较高的自动化水平，以大力提高生产效率。
通过引用新设备、新技术，可以大大降低产品的人力资源成本，加速珍珠岩材料在建材市场中的应用，从而降低利用宝贵的粘土资源烧制的红砖块的使用，为推动了我国珍珠岩工业的发展，具有重要的现实意义。
机械设计中的焊接机器人设计
机械设计中的焊接机器人设计机械设计领域中，焊接机器人是一种关键性的自动化设备。
它们广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、能源等领域，为制造业提供高效、精确和一致的焊接操作。
这篇文章将探讨焊接机器人在机械设计中的设计要点和技术挑战。
一、机械结构设计在设计焊接机器人时，机械结构是关键考虑因素之一。
合理的机械结构可以保证机器人稳定运行和准确执行焊接任务。
以下是几个重要的机械结构设计要点：1. 关节设计：焊接机器人通常采用多关节结构，以实现多自由度的运动。
关节设计要考虑到机械的刚性、精度和灵活性。
关节的运动范围和精度需满足焊接任务的要求。
2. 壳体设计：机器人的外部壳体需要具备足够的刚性和耐用性，以保护内部的电子元件和传动装置。
优化的壳体设计可以降低机器人的重量并提高操作稳定性。
3. 运动轨迹规划：焊接机器人的运动轨迹应该满足焊接工艺的要求，包括焊接点的准确位置和速度。
良好的轨迹规划可以提高焊接质量和效率。
二、电气系统设计焊接机器人的电气系统设计是确保机器人正常运行的关键一环。
以下是几个重要的电气系统设计要点：1. 控制系统：焊接机器人的控制系统通常包括控制器、传感器和执行器。
控制器负责接收和处理指令，并发送控制信号给执行器，以实现机器人的运动。
传感器用于感知外部环境和机器人自身状态，以保证安全和高效操作。
2. 电源系统：焊接机器人需要稳定的电源供应以满足其动力需求。
电源系统设计要确保电能传输的可靠性和高效性，以避免机器人在焊接过程中停机或意外断电。
三、焊接工艺设计焊接机器人的焊接工艺设计是决定焊接质量的关键因素。
以下是几个重要的焊接工艺设计要点：1. 焊接参数：焊接参数包括焊接电流、电压、速度和焊接材料等。
这些参数需要根据焊接任务的要求进行优化设计，以保证焊接强度和一致性。
2. 焊接路径规划：焊接路径的规划应考虑工件的形状、材料和焊接位置等因素。
合理的路径规划可以减少焊接残留应力和减少变形。
3. 自适应控制：为了应对焊接工艺中的不确定性和外部干扰，自适应控制技术可以根据实时反馈调整焊接参数和路径，以确保焊接质量和一致性。
焊接机械手ppt课件
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基本工作流程
1.参数的输入/设定 2.自动焊接 3来自工件替换示教流程示意图
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随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统 的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航 空航天等高端行业发展。
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个人感想
国内的机械手主要依赖于进口，而且进口价格之 高，不免让人有些吃惊。作为机械人，理应承担起国 家复兴的责任！希望在座的每一位，和我一起， 为中 国机械手的发展加油！
谢谢！
2024/7/31
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个人设想
开发更强的软件。。。 提高加工精度。。。 连接新型传感器。。。
2024/7/31
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国外研究现状
➢ 目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点 焊、喷漆等作业（可按照事先指定的作业程序来完 成规定的操作）
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焊接机械手手臂设计及分析
焊接机械手手臂设计及分析本文对焊接机器人小臂部分进行结构设计，该部分的关键部件是中心轴，但中心轴是细长轴，将产生较大的挠度，这对机器人的运动精度及寿命是相当不利的。
可通过对其建立有限元模型，用ANSYS对计算输出的结果进行处理，对结构性能的好坏以及设计的合理性进行评估，并作相应的改进和优化，以达到最终的目的。
标签：焊接机器人；手臂；轴；强度；分析汽车工业是点焊机器人系统一个典型的应用领域，在装配每台汽车车体时，大约60%的焊点是由机器人完成。
焊接机器人是工业机器人最大的应用领域，它占工业机器人总数的25%左右。
由于对许多构件的焊接精度和速度等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，因而，此课题的提出就有十分重要的意义。
1焊接机器人驱动与控制系统的选择通常根据机器人各部分的功能，其机械部分的组成如图1所示。
机器人各关节（即各轴）的运动，最终都归结为相应各轴的驱动电动机的转动。
根据本课题的要求，选用交流伺服电动机来驱动。
根据一些资料和电动机规格（SGMGH-44A/A21）最终确定电动机的参数如表1所示。
2 小臂部分的设计方案确定系统结构点焊机器人示意图如图2所示。
根据机器人整体的功能要求，小臂部分需要3个电机分别完成3个自由度（U轴管的转动、腕部的转动、腕部的摆动）。
三个电机工作若用三根独立的轴会占用很大的空间、增加机器人的重量。
于是产生了三轴同心的结构——四轴机构，并采用同步带传动。
由此，确定小臂部分结构方案如图3。
本机构承担着三个自由度的动力输出：a、电机1的动力通过中心轴直接传到腕部提供腕部转运动所需的动力；b、电机2通过同步齿型带、中心轴管把动力传到腕部，提供腕部摆动所需的动力；c、电机3通过同步齿型带、RV减速器把动力传到U轴管，提供U轴管转动动力。
3 轴的设计及强度校核对于中心轴和中轴管两个零件的设计对机器人的性能影响至关重要，根据电机以及联轴器的直径得d1=20，查《机械手册》第四卷，设计出轴的尺寸。
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。
焊接机械手的结构设计
中期报告图1设计整体为4个自由度。
分别为：焊枪相对于小臂回转；小臂相对大臂回转；大臂相对机架回转；机架在水平有一个腰部回转。
电机采用伺服电机。
4.设计的工作原理如下：5.首先腰部回转使机械手和焊点处于同一平面；接着大臂回转，小臂回转，调节焊枪和焊点的距离，使焊枪能够接触到焊点。
最后腕部回转，使焊枪能够垂直于焊点，以完成焊接作业。
6.设计出机械手腕部回转，小臂回转的机械结构如图2。
图2左侧为电机，带动轴转动，轴和腕部刚性连接，从而带动腕部回转。
轴和小臂壳体之间加一个深沟球轴承，以抵消径向力，达到相对转动的目的；小臂壳体和腕部加一个角接触球轴承，以抵消径向力和轴向力，从而使他们可以产生相对转动。
7.腰部回转结构设计如图3图3电机安装在底座上，带动一个小齿轮，小齿轮带动大齿轮，大齿轮和壳体刚性连接。
壳体和底座间加一个角接触球轴承以实现相对转动。
存在问题及解决措施:1.确定大体参数。
机械臂为大臂小臂两节，要求工作区间0cm-45cm，为满足工作区间要求，所以需要扩大1/3倍。
因为A2+B2≥2ab。
所以当c一定时，a=b机械臂为最短。
602=2A2。
即A ≈42.43cm，取60cm。
2.大臂相对于腰部回转应该采用什么方式传动？由于一般的电机驱动系统输出的力矩较小，需要通过传动机构来增加力矩，提高带负载能力。
对机器人的传动机构的一般要求有:(l)结构紧凑，即具有相同的传动功率和传动比时体积最小，重量最轻。
(2)传动刚度大，即由驱动器的输出轴到连杆关节的转轴在相同的扭矩时。
角度注：1）正文：宋体小四号字，行距20磅，单面打印；其他格式要求与毕业论文相同。
2）中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。
开题报告难点：各个部分的准确定位；合理的机械结构以满足设计要求；前期已开展工作：在对焊接机械手有足够的了解之后，对设计提出构想，初步构想如图：在设计中，机械手的关节均采用转动关节的形式，每个关节由两个箱体所组成。
直角坐标焊接机械手整体结构设计说明书
摘要焊接在当代制造业中有着举足轻重的地位，与传统手工焊接相比，焊接机器人有着无可比拟的优势，而且，随着科学技术的发展，焊接自动化越来越成为焊接的发展趋势。
本文从直角坐标焊接机械手的整体设计角度出发，主要致力于解决直角坐标焊接机械手的总体结构设计、总体主要参数尺寸的确定以及各大部分的连接设计等问题，确定了符合设计题目的直角坐标焊接机械手的整体结构、总体参数、及各部分的连接尺寸，为各部件的型号选择和尺寸确定作依据。
关键字：焊接机械手、直角坐标、总体结构设计、连接设计目录第1章综述 (1)1.1 焊接机器人概述 (1)1.2 焊接机器人的发展过程 (2)1.3 国内外焊接机器人的现状 (3)1.4 国内外焊接机器人的发展趋势 (3)第2章总体结构方案设计 (5)2.1总体技术要求 (5)2.2 直角坐标焊接机器人介绍 (5)2.3 常见的几种直角坐标焊接机器人结构方案 (6)2.4焊接机械手结构方案的确定 (8)第3章总体布置设计 (11)3.1总体布置的要求 (11)3.2总体主要参数的确定 (11)第4章各部分间的联接设计 (19)4.1底座与地面的联接设计 (19)4.2底座与大臂的联接设计 (20)4.3大臂与小臂的联接设计 (22)第5章设计小结 (24)参考文献 (25)第1章综述1.1 焊接机器人概述在现代制造业中，焊接作为“工业裁缝”毋庸置疑是最重要的工艺技术之一。
它应用领域相当广泛，触及机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工以及建筑和电子等各个方面。
随着科学技术的迅猛发展，焊接已经从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺和生产尺寸精确的制成品的生产手段。
我们曾经传统的手工焊接已经不能满足现代那些高技术含量产品制造的质量和数量要求。
因此，如何在保证焊接产品质量的稳定性的同时提高生产率和改善劳动条件，这个问题成为了现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。
随着电子技术、计算机技术、数控技术和机器人技术的迅猛发展，为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已经渗透到焊接各个领域中。
五自由度焊接机械手毕业设计
1 绪论1.1 前言随着科技的不断发展，尤其是进入了信息化时代的二十一世纪，传统的机械基础行业无法应对当今瞬息万变的各种问题和困难，因此紧跟不断创新、不断进步的时代潮流已成为当今世界的主题。
于机械这个要追求高效率，低成本，安全，自动化的行业更是需要创新精神。
机械手作为机械行业主要的一成员也应如此。
机械手的应用越来越广泛，已经向医疗、生活、娱乐扩展，还可以用在一些对人体不利的场合[1]。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲倦，不怕危险，抓举重物的力量远远大于人手的特点，因此，机械手已经收到许多部门的重视，并越来越广泛地得到应用。
所以，对机械手的要求越来越高，需求量也越来越大。
机械手的设计和控制是近年来国内外非常活跃的研究课题。
它的设计可以分为假肢用机械手和工业用机械手的设计。
前者的作用是替代肢体伤残者的残损部分，除了要考虑机能问题外，还要考虑其仿生性，即其形状和人类肢体形状的相似性。
而后者的作用在于替代工业生产中作业人员，着重于机能的设计[2]。
而在全世界在役的工业机械手中，大约有一半是用于各种形式的焊接加工领域。
焊接机械手具有焊接稳定，改善工人劳动条件，提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、通用机械、工程机械、兵器工业和金属结构等行业。
截止2005年，全世界在役工业机械手约为91.4万台，目前我国应用的焊接机械手90%以上是从世界各知名机械手厂家生产的，主要应用在汽车制造业。
预计未来几年，国内企业对于焊机机械手的需求量将以30%以上的速度增长[3]。
1.2国内外机械手的研究现状目前，我国正在有组织、有计划地开展机械手、尤其是工业机械手的研究。
现在，我国从事机械手研发的单位有200多加，专业从事机械手产业开发的企业有50家以上。
“九五”期间，国家“863”高技术计划已将多家企业立为机械手产业化基地。
此外，一些科研院所和大学也均在进行机械手技术及应用项目方面的研发工作。
焊接机器人结构组成
焊接机器人结构组成1. 引言焊接机器人是一种自动化设备，用于在工业生产中完成焊接任务。
它具有高效、精确、稳定的特点，能够代替人工完成繁重、危险的焊接工作。
焊接机器人的结构组成是实现其功能的基础，本文将对焊接机器人的结构组成进行详细介绍。
2. 焊接机器人的基本结构焊接机器人的基本结构由机械结构、电气控制系统、传感器系统和人机交互界面组成。
2.1 机械结构焊接机器人的机械结构包括机器人臂、关节、末端执行器等组件。
机器人臂是焊接机器人的主体部分，通常由多个关节连接而成，具有多自由度的运动能力。
关节是连接机器人臂各个部分的转动连接件，通过电机驱动实现运动。
末端执行器是焊接机器人的工作部分，用于携带焊枪或焊接工具进行焊接操作。
2.2 电气控制系统焊接机器人的电气控制系统主要由电气柜、控制器和电缆组成。
电气柜是焊接机器人的电源和控制元件的集中安装位置，包括电源模块、控制模块、通信模块等。
控制器是焊接机器人的大脑，负责控制机械结构的运动和焊接工艺的执行。
电缆用于传输电力和信号，连接电气柜和机械结构。
2.3 传感器系统焊接机器人的传感器系统用于感知周围环境和焊接过程中的状态。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器和温度传感器。
视觉传感器用于识别焊接工件的位置和形状，以及检测焊缝的质量。
力传感器用于测量焊接过程中的力和力矩，以实现力控焊接。
温度传感器用于监测焊接过程中的温度变化，以保证焊接质量。
2.4 人机交互界面焊接机器人的人机交互界面用于人员与机器人进行交互和监控。
通常包括触摸屏、按钮、指示灯等。
通过人机交互界面，操作人员可以设定焊接参数、监控焊接过程和进行故障诊断。
3. 焊接机器人的工作原理焊接机器人的工作原理是通过控制机械结构的运动和焊接工艺的执行，实现焊接任务的自动化。
具体工作流程如下：1.感知：通过传感器系统感知焊接工件的位置、形状和焊接过程中的状态。
2.规划：根据焊接任务的要求，规划机器人臂的运动轨迹和焊接工艺的执行方式。
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本科毕业设计(论文) 题目：焊接机械手的结构设计系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导教师：2013年5月焊接机械手的结构设计摘要本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。
本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。
在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。
在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。
本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。
本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。
关键词：机械手；谐波减速器；结构设计Structure design of robot armAbstractThe design for the design of welding structure of the manipulator, the main research contents: the design of the waist turning mechanism；structure design of large, small arm and wrist rotation.This design by the overall layout with reference to the relevant design, the existing joint type manipulator, preliminary determine the moment of inertia of the waist, so as to determine the motor selection, installation and other related design. Complete the design of the overall structure of the flexible manipulator based on precision and the next, and then based on the overall structure, design of mechanical arm to determine the design of all the major components of the.The design of the main components, including the housing design, structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the size of motor, arm structure and fixed.The design of the whole made changes in the existing joint type manipulator structure, so that it can better meet the design requirement of this design. The design has simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy to repair and management.KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design目录1 绪论 (1)1.1 机器人简介 (1)1.1.1 机器人的发展及应用 (2)1.1.2 点焊机器人介绍及其研究意义 (4)1.1.3 机器人的组成 (6)1.2 机械手的组成 (8)1.3 本文主要研究工作 (11)2 机械手的总体结构 (12)2.1 机械手总体结构的类型 (12)2.2 设计具体采用方案 (13)3 机械手腰部机座 (15)3.1 机械手腰部机座结构的设计 (15)3.2 机械手腰部机座设计的具体采用方案 (15)3.3 电动机的选择 (16)3.4 减速器的选择 (17)3.5 键的选择 (18)4 机械手手臂的结构设计 (20)4.1 设计具体采用方案 (21)4.2 大臂电动机的选择 (21)4.3 大臂减速器的相关计算 (22)4.4 小臂电动机的选择 (23)4.5 小臂减速器的相关计算 (24)5 机械手腕部的结构方案设计 (27)5.1 腕部电动机的选择 (27)5.2 腕部减速器的选择 (27)6 轴承的选用与校核 (29)7 结论 (39)参考文献...................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
毕业设计（论文）知识产权声明 ....................................... 错误!未定义书签。
毕业设计（论文）独创性声明............................................ 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 机器人简介工业机器人（英语：industrial robot。
简称IR）是广泛适用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备。
它们在必要情况下配备有传感器，其动作步骤包括灵活的，转动都是可编程控制的（即在工作过程中，无需任何外力的干预）。
它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。
机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统[1]。
”工业机器人在经历了长期发展后，已经成为制造业中不可缺少的核心设备。
同时随着社会的发展和人们生活水平的提高，各种各样的机器人也被开发出来去适应制造领域意外的各个行业。
这些机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。
工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
1.1.1 机器人的发展及应用1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。
1939年美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。
它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。
但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
1942年美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。
虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。
1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。
这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。
1956年在达特茅斯会议上，马文·明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。
这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。
1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。
随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。
由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。
1962年—1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。
人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。
1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。
Beast 已经能通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。
20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。
美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。
1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。
它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。
Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。
1973年世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。
1978年美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。
PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
1984年英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。
同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。