工業(yè)機(jī)器人論文

1、工業(yè)機(jī)器人論文摘要對(duì)工業(yè)機(jī)器人大臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討，并對(duì)大臂的銃削加工方法綜合分析，改進(jìn) 了機(jī)器人大臂的加工方法，為大臂的銃削加工工藝設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。根據(jù)工業(yè)機(jī) 器人工作的需求，對(duì)工業(yè)機(jī)器人大臂銃削加工工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn) 工業(yè)機(jī)器人的大臂。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)降低生產(chǎn)成 本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞:工業(yè)器人大臂;批量生產(chǎn);設(shè)計(jì);銃削第一章緒論1.1工業(yè)機(jī)器人大臂銃削問(wèn)題的背景和意義隨著現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的 研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，而且近年來(lái)，隨著制 造業(yè)人工成本不斷上漲，更加促進(jìn)了

2、工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人在制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 口前，在國(guó)內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機(jī)床裝卸工件仍曲人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、 生產(chǎn)效率低。工廠開(kāi)始研發(fā)工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始代替人工工作，減輕工人 勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約加工輔助時(shí)間，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，很多高 危型的工作都由工業(yè)機(jī)器人取代，進(jìn)一步的保障了工人的安全。工業(yè)機(jī)器人的大臂 是主要承受外力和連接的部件，加工精度高，體積大，每個(gè)面都要銃削，加工步驟 繁瑣，花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)。因此，進(jìn)行對(duì)工業(yè)機(jī)器人大臂銃削加工工藝的研究設(shè)計(jì)是非 常有意義的。1. 2工業(yè)機(jī)器人大臂銃削加工的設(shè)計(jì)和制造問(wèn)題的描述U前，工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS

3、和柔性制造單元 FMC中一 個(gè)重要組成部分。把數(shù)控機(jī)床、料盤(pán)、手爪夾具及工業(yè)機(jī)器人等共同構(gòu)成一個(gè)柔性 加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、大批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝 置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，提高生產(chǎn)加工的工作效率， 降低成本，并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)，適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn)。山于機(jī)器 人大臂是主要承受外力的部件，制造加工不方便。所以要對(duì)大臂的銃削加工工藝進(jìn) 行優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省制造大臂的時(shí)間，讓工業(yè)機(jī)器人代替人工操作，這樣就可以提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率。工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控車床（數(shù)控銃床，加工中心等）組合形成新的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加 工過(guò)程的自動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人大臂銃削加工的設(shè)訃

4、必須解決大臂的制造加工方便、 節(jié)省生產(chǎn)大臂的加丄時(shí)間、 提高大臂的加工精度高， 使丄業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化能滿足 加工的要求，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，為工廠創(chuàng)造最大的經(jīng) 濟(jì)效益。笫二章工業(yè)機(jī)器人大臂銃削加工工藝 2. 1零件圖紙技術(shù)要求分析2. 1. 1零件圖工業(yè)機(jī)器人大臂的正反面零件圖如下所示：圖 2-1大臂正面圖 2-2大臂反面2.1.2圖紙分析從生產(chǎn)加工要求分析，該零件為批量生產(chǎn)零件，零件材料為鋁合金，外形為手 臂的結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)由 8個(gè)小的通孔，6個(gè)較大的通孔，6個(gè) M6的螺紋孔和 4 個(gè) M3的螺紋孔， 7個(gè)3. 3的小孔以及8個(gè)槽構(gòu)成。 磨平上下兩平面， 保證兩平面的平

5、 行度及壓度 82mm。外形輪廓及正面的 5個(gè)槽都是用 16mm的平底刀加工，反面的 3個(gè)槽都是用 16的平底刀加工。正面上的孔都用鉆頭加工，反面上的 M6的螺紋孔用 直徑為 6的球刀加工，反面上其余的孔都是用鉆頭加工。正反面外形的倒圓角都是 用直徑為 6 的球刀加工。從零件圖可知，孔的深度是有分層的，所以深度的控制是 加工的重點(diǎn)，外形輪廓加工范圍充足，易加工，工件表面尺寸標(biāo)注完整。零件的技 術(shù)要求，上下平面的平行度為 0.04, 86和 108的圓槽的表面粗槌度為 Ra3.2um, 其余的表面粗糙度都是 Ra6.3。工件不能有尖角毛刺或碰傷，棱邊需要倒鈍，未注 倒角為 1x45?,所有螺紋孔

6、不涂黃漆，有要求的表面不涂黃漆，其余的均涂黃漆， 固溶處理后人工時(shí)效。大臂的正反面都有很多尺寸不同的孔，需要用不同的鉆頭和 刀具加工，在加工過(guò)程中零件的兒何類型和尺寸要統(tǒng)一，減少換刀的次數(shù)，提高效 率，加工圓槽和外形輪廓都用同一把刀具，相同的孔一起加工，這樣可以提高效率 和工藝。裝夾此工件時(shí)需要用到六塊壓板壓緊，在裝夾時(shí)統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，減少定位 誤差。000000002. 2機(jī)床類型選擇根據(jù)加工零件的外形和材料以及需要使用很多把刀等條件，選用 GSK983M加工 中心。2. 3夾具選擇2. 3. 1夾具類型數(shù)控銃床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多 種多樣。如:通用臺(tái)虎

7、鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)、卡盤(pán)、組合夾具、專用夾具、可調(diào)整夾 具、多工位夾具等。2. 3. 2夾具的要求數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求:一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度;二是夾具 應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通常考慮以下兒點(diǎn)：1.盡量選用可調(diào)整夾具、 組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。2.在成批 生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3.裝卸工件要迅速方便，以減少 機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。4.夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上 加工。2. 3. 3夾具選用根據(jù)工業(yè)機(jī)器人大臂的外形結(jié)構(gòu)，結(jié)合夾具的類型和夾具的要求，機(jī)器人大臂 銃削加工丄藝所選用的夾具有平口虎鉗和

8、組合夾具，這兩種夾具有足夠的強(qiáng)度和剛 度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于裝卸，安裝穩(wěn)定牢固，結(jié)構(gòu)的工藝好，便于對(duì)工件的測(cè)量，裝 配，檢驗(yàn)，清理方便。2. 3. 4夾具使用步驟(1)將工件安裝在加工中心的工作臺(tái)上，用平口虎鉗夾緊，保證工件在同一水平面上。(2) 保證工件水平后，用 M16螺母、長(zhǎng) 100mm 的 M16螺桿及調(diào)整壓塊 114mm固 定在加工中心工作臺(tái)上，然后用內(nèi)六角螺釘鎖緊工件。x 60mm x 22mm(3) 拆卸工件時(shí)，用六角匙旋動(dòng)內(nèi)六角螺釘一定的距離，然后拆下工件。加工 反面時(shí)，首先要對(duì)工件側(cè)面進(jìn)行校正，連續(xù)校正兒次，誤差在 00.05mm。反面加 工，中間應(yīng)該增加多兩塊壓塊來(lái)固定工件。使

9、用組合夾具時(shí)，壓塊要安裝在刀具加 工不到的部分，避免刀具加工外形輪廓時(shí)，刀具與夾具發(fā)生碰撞。2.3.5夾具使 用注意事項(xiàng)Z注意事項(xiàng):1.在工件夾緊時(shí)不要用力過(guò)大，以免損壞工件。2.及時(shí)清理鉆 屑，保證安裝平面的清潔。3.夾具與工件的距離要合適，以免加工時(shí)刀具與夾具發(fā) 生碰撞銃削。4.安放工件時(shí)要注意不要砸到基準(zhǔn)平面，而影響加工精度。2.4加工方法的選擇平面銃削加工粗銃后的公差等級(jí)一般可以達(dá)到 IT1OIT12,表面粗糙度Ra二 6.3、25um,經(jīng)精銃的平面的等級(jí)公差一般可以達(dá)到 IT7IT9,表面粗糙度 Ra二 1. 6、6. 3um。輪廓有直線和圓弧及各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銃床進(jìn)

10、行 兩軸半坐標(biāo)加工?？椎募庸?yīng)先鉆中心孔再鉆小直徑孔后進(jìn)行擴(kuò)孔。2. 5確定加 工順序和走刀路線(1) 裝夾正面，面銃。(2) 加工正面大部分外形輪廓、挖槽。(4) 鉆孔。(3) 精加工外形輪廓的倒角和圓角。(4) 加工反面裝夾的基準(zhǔn)平面。(5) 裝夾反面，加工反面中間的槽。6)加工反面的外形輪廓，面銃。(7) 加工反面矩形槽。(8) 鉆孔。9)精加工反面外形輪廓的邊。(2. 6對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定對(duì)刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面(如選在夾具上或機(jī)床上)，但必須與 零件的定位基準(zhǔn)有一定的關(guān)系。若對(duì)刀精度要求精度不高時(shí)，可以直接選用零件上 的某些表面作為對(duì)刀面，若對(duì)刀精度要求較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)

11、盡量選在零件的設(shè)計(jì)基 準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。如以孔定位的工件，可以選孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)是指刀 架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)該設(shè)在工件或夾具的外面，刀架轉(zhuǎn)位是刀具不與其 他部位干涉為準(zhǔn)則。2. 7制定工業(yè)機(jī)器人大臂的加工工藝過(guò)程卡工業(yè)機(jī)器人大臂正反面銃削的加工工藝過(guò)程卡見(jiàn)附錄 C表 2-1、表 2-2。2.8制定工業(yè)機(jī)器人大臂的加工工序卡工業(yè)機(jī)器人大臂正反面銃削的加工工序卡見(jiàn)附錄 D表 2-3、表 2-4o2. 9 刀具選擇圖 2-3刀具2. 9.1刀具選擇的依據(jù)金屬加工時(shí)，刀具受到很大切削壓力、摩擦力和沖擊力，產(chǎn)生很高的切削溫度，刀具在這種高溫、高壓和劇烈的摩擦環(huán)境下工作，刀具材料需要滿足一

12、些基本 要求：(1)高硬度(2)高強(qiáng)度與強(qiáng)韌性(3)較強(qiáng)耐磨性和耐熱性以及優(yōu)良導(dǎo)熱性(4)良好工藝性與經(jīng)濟(jì)性綜上所述，因?yàn)榧庸すぜ殇X料，所以采用高速鋼刀具。2.9.2加工大臂使用的刀具，見(jiàn)表 2-5。表 2-5加工大臂的刀具表加工大臂的刀具表序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱/mm 加工內(nèi)容備注 1 T01 80面銃刀具體內(nèi)容見(jiàn)工藝卡2 T02 16平底銃刀-0003 T03 2. 5中心鉆-4 T04 3. 3鉆頭-6 T06 11 鉆頭-00007 T07 6球刀-8 T08 16. 5 平底銃刀-9 T09 32 槽刀-10 T05 5 鉆頭一-0005 T05 5. 5 鉆頭一11 T07 8平

13、底銃刀12 T06 60 槽刀圖 2-4加工中心的刀庫(kù)2. 9. 3切削用量選擇工業(yè)機(jī)器人大臂的材料為鋁合金，其切削用量選擇見(jiàn)表 2-6o表 2-6機(jī)器人大臂銃削切削用量選擇 被加工材鋁合金 Si 系純鋁 1070鋁合金 Mg系 5052鋁合金 Mg 系 7075料 4032切削速度250, 300 30, 50 75, 125 250, 300 (m/min)進(jìn)給進(jìn)給進(jìn)給條件轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)給速度速度速度速度切削 刃直 TTTTminmm/min min mm/min min mm/min min mm/min 徑(mm)17500 2500 6400 14300 5編制審核14600 1

14、000 2100 5300 11,900 611000 1600 4000 8,900 8 260 650170 8800 1300 3200 7,100 107300 1,200 1050 2700 6000 12 280 750500 800 2000 4500 16切深量 a=l. 5D 以下、a=0. 2以下 a二 1. 5D 以下、a=0. 2 以下 pepe第三章工業(yè)機(jī)器人大臂銃削生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果與分析3. 1生產(chǎn)結(jié)束語(yǔ)通過(guò)分析機(jī)器人大臂的結(jié)構(gòu)和加工技術(shù)要求，選擇合理的設(shè)備、刀具，確定安 全高效快速的走刀路線，選用合理的切削用量，這樣生產(chǎn)的大臂，大臂的各項(xiàng)技術(shù) 指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，

15、解決了生產(chǎn)大臂的難點(diǎn)，提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量， 給企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)附錄附錄 A工業(yè)機(jī)器人大臂正面加工程序%:00000N100 GO G17 G40 G49 G80 G90(TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 80.)(D80-MX )N102 GO G90 G54 X-422. 5 丫-62. 998 S1500 M3 N104 Z10.N106 Z2.N108 G1 Z0. F300.N110 X377. 5 F600.N112 G3 Y-20. 999 10. J20. 999N114 G1 X-377.5N116 G2 Y2

16、0. 999 10. J20. 999N118 G1 X377.5N120 G3 Y62. 998 10. J20. 999N430 G1 Z-3. 076 F300.N432 X-165. 992 Z-4. 659 F800.N434 X-166. 138 Y-39. 203N436 G2 X3. 792 Y-29. 8 1169.929 J-1530. 797 N438 G1 X115. 018N440 G2 X183. 222 Y-31.311 10. J-1540. 2 N442 X200. 245 Y-32. 16 I-68. 204 J-1538. 689 N444 X195. 7

17、71 Y-13. 739 192. 255 J32. 16 N446 X195. 798Y13. 931 196. 729 J13. 739 N448 X200. 245 Y32. 16 196. 702 J-13. 931 N450X176. 035 Y31. 009 1-85. 227 J1537. 84 N452 X115. 018 Y29. 8 1-61.017J1538. 991 N454 G1 X3. 792N456 G2 X-162. 724 Y38. 828 10. J1540. 2 N458 X-183. 436 Y41. 2221166.515 J1531. 172N460

18、 X-175. 513 Y12. 083 1-94. 064 J-41. 222 N462 X-174. 8 Y0. 1-101. 987J-12. 083 N464 X-177. 275 Y22. 412 1-102. 7 JO. N466 X-183. 436 Y-41. 222 I-100. 225 J22. 412 N468 X-166. 138 Y-39. 203 1187. 228 J-1528. 778 .N1268 G1 Z-28. F300.N1270 Y100. F320.N1272 Y-100.N1274 G3 X-377. 5 Y-108. 18. JO. N1276

19、G1 X377. 5N1278 X385. 5N1280 GO Z10.N1282 X-385. 5 Y115.N1284 Z-26.N1286 G1 Z-56. F300.N1288 Y100. F320.N1390 Y-100.N1392 G3 X-377. 5 Y-108. 18. JO. N1394 G1 X377. 5N1396 X385.5N1398 GO Z10.N1400 M5N1402 M30附錄 B工業(yè)機(jī)器人大臂反面加工程序:00001N100 GO G17 G40 G49 G80 G90 ( TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA.16.)

20、(D16-MX )N102 GO G90 G54 X-356. 062 Y2. 877 S2500 M3N104 Z30. M8N106 Z9.N108 G1 Z8. F300. N110 X-327. 535 Z6. 505 F2800.N112 X-247. 721 Y-. 175 N114 X-286. 256 Y-3. 375 N116 X-292. 358 Y-. 175N118 X-289. 575 Yl. 425 N120 X-260. 095N122 X-203. 476 Y-l. 775 N124 X-187. 382 Y-. 975 N126 X-173. 35 Y-l.

21、775N128 X58. 927N130 X77. 398 Y-. 975 N132 X97. 931 Y-l. 775 N134 X125. 155 Y. 625 N136X124. 35 Y-. 975 N138 X131. 724 Y-12. 175 N140 X108. 446 Y-10. 575 N142 X- 236. 131N144 X-280. 273 Y-14. 575 .N1060 G98 G81 Zl. R2. F180.N1062 Y-58. 336N1064 X335. 836N1068 Y58. 336N1070 G80N8152 X336. 224 Y78. 226 N8154 X335. 143 Y78. 748 N8156 X334. 437 Y79. 057N8158 X334. 088 Y79. 207 N8160 X333. 761 Y79. 354 N8162 X333. 267 Y79. 572N8164 X333. 1 Y79. 649 N8166 X332. 554 Y79. 896N8168 X331. 904 Y80. 2 N8170 X331. 294 Y80. 496 N8172 X331. 197 Y80. 547N8174 X330. 316 Y80. 993 N8176