工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)流程

1、工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)流程對于工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與大多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)過程相同；首先要知道為什么要設(shè)計(jì)機(jī)器 人？機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)哪些功能？活動(dòng)空間(有效工作范圍)有多大?.(舉升）人、還是六軸的機(jī)器人等.選定了機(jī)器人的種類也就確定了控制方式，也就有了在有限的空 .接下來的要做的就是設(shè)計(jì)任務(wù)的確定。這是一個(gè)相對復(fù)雜的過程,在實(shí)現(xiàn)這一復(fù)雜過程的第 制定動(dòng)作流程表（);第三步是明確設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì) ,;第四步是 .下面我將以六軸工業(yè)機(jī)器人作為設(shè)計(jì)對象來闡明這一設(shè)計(jì)過程。在介紹機(jī)器人設(shè)計(jì)之前我先說一下機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域的，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的就有很多例子，如垛碼機(jī)器人、包裝機(jī)器人、轉(zhuǎn)線機(jī)器人;在焊接Panasonic、莫托曼等

2、國外進(jìn)口的機(jī) 器人。即然機(jī)器人的應(yīng)用那么廣泛,在我國卻沒有知名的生產(chǎn)公司。對于作為中國機(jī)械工程技術(shù)人員來說是一個(gè)值得思考的問題!有關(guān)機(jī)器人技術(shù)方面探討太少了?從業(yè)人員還不能成群體？ 雖然在很多地方可以看到機(jī)器的論術(shù),可是卻沒有真正形成普及的東西。請各位指正！六軸機(jī)器人是多關(guān)節(jié)、多自由度的機(jī)器人，動(dòng)作多，變化靈活;是一種柔性技術(shù)較高的工業(yè) ?.。 !:,手爪夾持二氧氣體保護(hù)焊標(biāo)準(zhǔn)焊槍；完成點(diǎn) 1700mm270 全電機(jī)驅(qū)動(dòng)。好了，有了這樣的基本要求我們就可以做初步的方案的思考了.首先是全電機(jī)驅(qū)動(dòng)的,那么我們在考慮方案的時(shí)候就不要去考慮液壓和氣壓的各種結(jié)構(gòu)了， 也就是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)只能用齒輪齒條、連桿機(jī)

3、構(gòu)等機(jī)械機(jī)構(gòu)了。, .,各方面的驅(qū)動(dòng)功率確定下來之后再做詳細(xì)的程序。焊槍是用常用的標(biāo)準(zhǔn)的焊槍，也就是說焊槍是隨時(shí)可以更換下來的，也就要求我們要做到對焊槍的夾持部分進(jìn)行快速鎖定與松開。都可調(diào)節(jié)。有了上面的基本要求和設(shè)定條件,方案推理也有了條理,接下來我們就把設(shè)計(jì)要求明確下來， 設(shè)計(jì)方向就不會(huì)有太大的偏離了。設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求 機(jī)器人適用于焊接領(lǐng)域，可以完成各種焊接動(dòng)作;為了機(jī)器人能適應(yīng)各種焊接工藝,在線調(diào)整工藝快速，編制控制程序時(shí)采用柔性控制程序，自適應(yīng)在線、離線示教程序；焊縫、焊池、焊道成像跟蹤，自動(dòng)調(diào)節(jié)焊機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。機(jī)器人采用全伺服驅(qū)動(dòng)，地面固定安裝。六軸控制,各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)靈活，按工藝描述表設(shè)

4、計(jì)各軸動(dòng)作范圍,盡量使機(jī)構(gòu)緊湊，整體外形美觀。工藝描述六軸動(dòng)作順序動(dòng)作范圍速度范圍定位精度驅(qū)功率電器元件1 軸回旋)360 度。75Kw2 軸（大臂俯仰）160 度1。5KwX2 臺(tái)3 軸（前臂俯仰)210 度0。5Kw4 軸(小臂旋轉(zhuǎn)）270 度0.35Kw5 軸(手腕俯仰)150 度300Kw6 軸(手腕旋轉(zhuǎn)）360 度200w設(shè)計(jì)內(nèi)容 機(jī)械設(shè)計(jì):;舉).驗(yàn)算機(jī)器人各關(guān)鍵部件使用壽命。結(jié)合控制程序及電路制作機(jī)器人維修保養(yǎng)說明書。程序控制設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求與機(jī)械工程師最后制定的工藝路線設(shè)計(jì)控制流程;結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)、信號反饋方式，設(shè)計(jì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)程序;程序要具有自適應(yīng)功能,自動(dòng)定點(diǎn)跟蹤,對焊

5、機(jī)電流、電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測，并自動(dòng)調(diào)節(jié)；焊道、焊池用成像監(jiān)測判別技術(shù)。設(shè)計(jì)電路圖有了這樣一個(gè)文件，我們就好設(shè)計(jì)了；那么我們首先就要做的是：繪制機(jī)器人動(dòng)運(yùn)簡圖, 規(guī)劃機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡,做好這些我們就可以進(jìn)行機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)可以考慮程序的線路圖了。先做一個(gè)簡圖，來研究一下運(yùn)動(dòng)規(guī)跡,但是它卻表現(xiàn)出了要設(shè)計(jì)的物體的總體輪廓。那么對于我們這個(gè)機(jī)器人的簡圖，我們從哪里著手分析才合理呢?首先,我們看一下設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容。從任務(wù)書中知道,六個(gè)軸中有三個(gè)軸是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的， 其余作擺角運(yùn)動(dòng)。結(jié)合任務(wù)書，我們看一下簡圖，是不是第 1 軸、第4 軸和第六軸是做轉(zhuǎn)動(dòng)的，也就是說我們要檢查一下我們所畫的簡圖是不是與任務(wù)書中的

6、要求相符合,符合了也就代表我們的設(shè)計(jì)思路與要求（客戶要求）相同，可以進(jìn)行下一步工作，如果不同，就得重新畫簡圖.從簡圖知道，機(jī)器人的手臂伸縮范圍較大;如果把手臂全部伸直，而且我們假設(shè)地把它們看成同一鋼體，這樣就形成一端固定的懸臂梁.量和截面慣量。由簡圖知道,由于有多個(gè)關(guān)節(jié)連接，要知道截面形狀和慣量不太容易,只有把所有的機(jī)構(gòu)都設(shè)計(jì)完成后才會(huì)知道想求的參數(shù).?大家 ,那我們就從手腕開始設(shè)計(jì)。也說是大家所說的從上到下的設(shè)計(jì)方法。?,.也就是說手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載是不大的，選擇驅(qū)動(dòng)功率不大的元件就行了。 要讓手腕在 360 ,用什么樣的機(jī)構(gòu)最好呢？下面我們考慮幾個(gè)方案：,經(jīng)行星輪減速與太陽輪反向運(yùn)動(dòng)，電機(jī)

7、與太陽輪同軸安裝。,電機(jī)安裝于手腕一側(cè)。擺線針輪減速傳動(dòng)，電機(jī)與偏心軸同軸安裝。,;一種與輸出軸成 90 .,.從上面的 ,2 ;4 在運(yùn)動(dòng)時(shí)做精密定位。這樣我們?nèi)コ藘煞N方法，我們再比較一下第1 3 種方法；行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪副配合有間隙，不能自鎖.如果采用就得,輪相復(fù)雜的多。擺線針輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,傳動(dòng)間隙小，可以自鎖。如果采用，手腕的尺寸不會(huì)太小，并且零件加工困難,精度不易保證.比較各方面后,決定采用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)。行星齒輪在傳動(dòng)的過程中有裝配間 隙和機(jī)械磨損所造成的間隙；要消除這些機(jī)械間隙首先就要讓齒輪副的配合間隙要小,齒輪 計(jì)算.,而且是要做正反兩個(gè)方向的回轉(zhuǎn)。怎么樣安裝電機(jī)是一個(gè)問題；行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與手腕俯仰關(guān)節(jié)連接是一個(gè)問題。;?它來自哪里？再有?動(dòng)精度的因素有哪些？在設(shè)計(jì)手腕這前一定要搞清楚影響手腕的各方面的因素及內(nèi)容手腕的設(shè)計(jì)。下面給出伺服電機(jī)的的技術(shù)參數(shù)： 型號： MSMD04ZS1V額定輸出功率：400W額定轉(zhuǎn)矩：1。3 N.m 最大轉(zhuǎn)矩：3。8 N.m 額定轉(zhuǎn)速/最高轉(zhuǎn)速：3000/500