六自由度弧焊机器人毕业设计论文

摘要
机器人是一种集机械、电子、传感技术、控制技术等多种现代技术于一体的机电一体化产品。

进入80年代，随着自动化生产流水线以及柔性生产系统（FMS）和柔性自动化（FA）在工业生产中的大量应用，机器人发挥着越来越重要的作用。

机器人的特点是能在自动控制下通过编程完成目标操作或移动作业；机器人的构造和性能体现了人和机器各自的优点，特别是体现了人的智能和适应性以及机器的作业准确性和在各种环境中完成作业的能力。

综观机器人发展的历史和高新技术的发展趋势，可以断言，机器人必将成为现代化工业发展中不可缺少的必备工具。

本文设计了一种关节式机器人，具有六个自由度，其中手腕关节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用电机驱动。

本设计主要介绍关于机器人的一些基本常识和原理，包括机器人的组成、分类和主要技术性能参数并参考通用型机器人的结构，进行六自由度弧焊机器人的结构设计和其计算机控制系统的设计。

本设计从实际情况出发，对机器人的机构可行方案进行了充分论证，用Pro/Engineer 和AutoCAD 等软件设计出了机器人本体结构。

关键词: 六自由度；弧焊机器人；控制系统
ABSTRACT
The robot is the mechanical-electrical production which is composed of the technique of mechanical、electrical、sensor、control. Coming the 80 age, with the application of the automatic manufacture pipelining、flexible manufacture system and flexible automation, the robot will exert the profound influence on this. A characteristic of the robot is its ability to complete object manipulation or moving task through programming under the auto-control. The constitution and performance of the robot embody each quality of the man and robot, especially the man’s intelligence and applicability as well as the veracity of the robot’s task and the ability of completing task under each environment.
A joint type robot was designed in this paper．It had six degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by motors．
This scheme introduced some basic information and theory of the robots. It is included that the composition of the robot, the group of the robot, and the main capability of technology. It consulted the structure of the common robot to design the structure and computer control system of six degrees of freedom robot. After demonstrating the feasibility of robot mechanics, the artic le have designed the robot’s entity structure with Pro/engineer and AutoCAD and otherwise software from the matter of fact.
KEYWORDS：Six degrees of freedom；Arc welding robot；Control system
目录
摘要 ................................................................................... 错误!未定义书签。

Abstract...................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论 ....................................................................... 错误!未定义书签。

1.1 机器人的定义及特点 ...................................................... 错误!未定义书签。

1.2 机器人基本组成及技术参数 (11)
1.2.1 机器人的基本组成 (11)
1.2.2机器人技术参数 (12)
1.3 机器人的分类及应用 (13)
1.3.1 机器人的分类 (13)
1.3.2 机器人的应用领域及优点 ..................................... 错误!未定义书签。

第2章机器人的总体设计 ..................................................... 错误!未定义书签。

2.1 基本参数的确定 ................................................................ 错误!未定义书签。

2.2 机器人主体结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。

2.3 手臂配置形式 .................................................................... 错误!未定义书签。

2.4 位置检测装置的选择 ........................................................ 错误!未定义书签。

2.5驱动与控制方式选择 ........................................................ 错误!未定义书签。

第3章结构运动学简图 ......................................................... 错误!未定义书签。

第4章操作机转动机构 ......................................................... 错误!未定义书签。

4.1 操作机结构方案的对比分析及选择 ................................ 错误!未定义书签。

4.2 电机的选择 ........................................................................ 错误!未定义书签。

4.3 蜗轮蜗杆设计 .................................................................... 错误!未定义书签。

4.3.1 选择材料及精度等级 ............................................. 错误!未定义书签。

4.3.2 确定主要参数 ......................................................... 错误!未定义书签。

4.3.3 强度校核 ................................................................. 错误!未定义书签。

4.3.4 润滑 ......................................................................... 错误!未定义书签。

4.4 齿轮设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。

4.4.1 齿面接触疲劳强度计算 ......................................... 错误!未定义书签。

4.4.2 齿根弯曲疲劳强度验算 ......................................... 错误!未定义书签。

4.5 轴及轴承设计 .................................................................... 错误!未定义书签。

4.5.1 蜗杆轴及蜗轮轴设计 ............................................. 错误!未定义书签。

4.5.2 蜗杆轴及蜗轮轴校核 ............................................. 错误!未定义书签。

4.5.2.1 蜗杆轴校核 .......................................................... 错误!未定义书签。

4.5.3 齿轮轴设计与校核 ................................................. 错误!未定义书签。

4.5.3.1 设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。

4.5.2.2 蜗轮轴校核 .......................................................... 错误!未定义书签。

4.5.4 轴承设计与校核 ..................................................... 错误!未定义书签。

4.4.2.1 蜗杆轴轴承 .......................................................... 错误!未定义书签。

4.4.2.2 蜗轮轴轴承 .......................................................... 错误!未定义书签。

4.4.2.2 齿轮轴轴承 .......................................................... 错误!未定义书签。

4.5.4 键设计 ..................................................................... 错误!未定义书签。

4.5.5 联轴器设计 ............................................................. 错误!未定义书签。

第5章操作机提升机构 ......................................................... 错误!未定义书签。

5.1 传动方案的分析与选择 .................................................... 错误!未定义书签。

5.1.1 综述 ......................................................................... 错误!未定义书签。

5.1.2 螺旋传动 ................................................................. 错误!未定义书签。

5.2 电机选择 ............................................................................ 错误!未定义书签。

5.3 螺旋传动设计 .................................................................... 错误!未定义书签。

5.3.1 选材 ......................................................................... 错误!未定义书签。

5.3.2 结构设计 ................................................................. 错误!未定义书签。

5.3.3 压杆稳定性核算 ..................................................... 错误!未定义书签。

5.3.4 刚度的验算 ............................................................. 错误!未定义书签。

5.3.5 联轴器设计 ............................................................. 错误!未定义书签。

第6章手臂伸缩机构 (34)
6.1 传动方案的分析与选择 (34)
6.1.1 综述 (34)
6.1.2 螺旋传动 (34)
6.2 电机选择 (35)
6.3 螺旋传动设计 (35)
6.3.1 选材 (35)
6.3.2 结构设计 (35)
6.3.3 压杆稳定性核算 (37)
6.3.4 刚度的验算 (37)
6.4 带传动设计 (38)
第7章手腕转动机构 ............................................................. 错误!未定义书签。

结论 (41)
致谢 (42)
参考文献 (43)。