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六自由度焊接机器人设计说明书[带图纸].doc

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六自由度焊接机器人设计说明书[带图纸].doc

1前言1.1题目来源与分析题目《关节型机器人腰部结构设计》来源于生产实践中。要求设计的机器人具有6个自由度:①腰关节回转;②臂关节俯仰;③肘关节俯仰;④腕关节仰腕;⑤摆腕;⑥旋腕。其中要详细地设计机器人基座和腰部的结构。整体机器人要实现腕部最大负荷6kg,最大速度2m/s,最大工作空间半径1500mm。机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。在制造工业中,应用工业机器人技术是提高生产过程自动化,改善劳动条件,提高产品质量和生产效率的有效手段之一,也是新技术革命的一个重要内容。自古以来,人们所设想的机器人一般是一种在外形和功能上均能模拟人类智能的机器。特别是在20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,更使机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。在现实生活中,一些民间工匠根据这些文学描绘,也制造出一些仿人或仿生的机器人。然而在当时的科技条件下,要使机器人具有某种特殊的“智能”而成为“超人”,显然是不可能的。美国的戴沃尔设想了一种可控制的机械手,他首先突破了对机器人的传统观点,提出机器人并不一定必须像人,但是必须能做一些人的工作。1954年,他依据这一想法设计制作了世界上第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人》一文,并获得了美国专利。戴沃尔将遥控操纵器的关节型连杆机构与数控机床的伺服轴联结在一起,预定的机械手动作一经编程输入后,机械等就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人也可以接受示教而完成各种简单任务。示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置,这些位置序列记录在数字存储器中,任务的执行过程中,机器人的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。因此,这种机器人的主要技术就是“可编程”以及“示教再现”。1.2研究目的焊接机器人是最大的工业机器人应用领域,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。1.3国内外发展及研究现状国内外机器人领域发展近几年有如下几个趋势∶a.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。b.机械结构向模块化、可

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