【畢業(yè)論文】六自由度焊接機器人畢業(yè)設(shè)計說明書

1、 1 前言1.1 題目來源與分析題目《關(guān)節(jié)型機器人腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計》來源于生產(chǎn)實踐中。要求設(shè)計的機器人具有 6 個自由度：① 腰關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)；② 臂關(guān)節(jié)俯仰；③ 肘關(guān)節(jié)俯仰；④ 腕關(guān)節(jié)仰腕；⑤ 擺腕；⑥旋腕。其中要詳細(xì)地設(shè)計機器人基座和腰部的結(jié)構(gòu)。整體機器人要實現(xiàn)腕部最大負(fù)荷 6kg，最大速度 2m/s，最大工作空間半徑1500mm 。機器人是近 30 年發(fā)展起來的一種典型的、機電一體化的、獨立的自動化生產(chǎn)工具。在制造工業(yè)中，應(yīng)用工業(yè)機器人技術(shù)

2、是提高生產(chǎn)過程自動化，改善勞動條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一，也是新技術(shù)革命的一個重要內(nèi)容。自古以來,人們所設(shè)想的機器人一般是一種在外形和功能上均能模擬人類智能的機器。特別是在 20 世紀(jì) 20 年代前后,捷克和美國的一些科幻作家創(chuàng)作了一批關(guān)于未來機器人與人類共處中可能發(fā)生的故事之類的文學(xué)作品,更使機器人在人們的思想中成為一種無所不能的“超人” 。在現(xiàn)實生活中,一些民間工匠根據(jù)這些文學(xué)描繪,也制造出一些仿人或仿生的機器人。然

3、而在當(dāng)時的科技條件下,要使機器人具有某種特殊的“智能”而成為“超人”,顯然是不可能的。美國的戴沃爾設(shè)想了一種可控制的機械手,他首先突破了對機器人的傳統(tǒng)觀點,提出機器人并不一定必須像人,但是必須能做一些人的工作。1954 年,他依據(jù)這一想法設(shè)計制作了世界上第一臺機器人實驗裝置,發(fā)表了《適用于重復(fù)作業(yè)的通用性工業(yè)機器人》一文,并獲得了美國專利。戴沃爾將遙控操縱器的關(guān)節(jié)型連桿機構(gòu)與數(shù)控機床的伺服軸聯(lián)結(jié)在一起,預(yù)定的機械手動作一經(jīng)編程輸入后,機

4、械等就可以離開人的輔助而獨立運行。這種機器人也可以接受示教而完成各種簡單任務(wù)。示教過程中操作者用手帶動機械手依次通過工作任務(wù)的各個位置，這些位置序列記錄在數(shù)字存儲器中，任務(wù)的執(zhí)行過程中，機器人的各個關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動下再現(xiàn)出那些位置序列。因此，這種機器人的主要技術(shù)就是“可編程”以及“示教再現(xiàn)” 。1.2 研究目的焊接機器人是最大的工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域,它占工業(yè)機器人總數(shù)的 25%左右。由于對許多構(gòu)件的焊接精度和速度等提出越來越高的要求,一般工

5、人已難以勝任這一工作;此外,焊接時的火花及煙霧等,對人體造成危害,因而,此課題的提出就有十分重要的意義。1.3 國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀國內(nèi)外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢∶a. 工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維我國的智能機器人和特種機器人在“863”計劃的支持下，也取得了不少成果，其中最為突出的是水下遙控機器人，6000m 水下無纜機器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬