相配合的轴的尺寸为，所以选择轴承的内径为，根据强度要求所选轴承为。如图所示。图滚动轴承联轴器的选择由于支架的旋转速度较低，从而产生很大的转矩，凸缘联轴器具有结构简单，工作可靠，装拆方便，刚性好，传递转矩大的优点，所以本文选用了凸缘联轴器。另外，凸缘联轴器还可以连接两个直径不同的轴。如图所示。青岛科技大学本科毕业设计论文图联轴器驱动系统的设计电机驱动选取类型与特点考虑到被控对象焊枪的运动速度比较低，而且又要对焊接的整个过程进行控制，我们在这里选用直流伺服电机。般直流伺服电机的额定转速为或，甚至达到，这需要使用结构复杂的齿轮减速后去拖动焊枪旋转。在这里我们尽量选取种低转速大转矩的电动机来拖动被控对象。直流力矩电动机既是为了满足上述低转速大转矩负载要求而设计制造的电动机。它可以低速运行甚至长期堵转时产生足够大的转矩。目前生产的直流力矩电机的输出转矩可达几千牛米，而转速可低至左右。下面来介绍下直流力矩电动机的性能特点响应迅速，动态特性好决定过渡过程快慢的两个时间常数是机电时间常数和电气时间常数。虽然直流力矩电动机电枢直径大转动惯量大，但是它的堵转转矩很大空载转速很低，力矩电动机的机电常数较小。力矩电动机采用的是多级结构，可以减小电气常数，提高其快速性。此外，力矩电动机的扁平结构有利十将电动机的轴直接套在短而粗的负载轴上，从而可大大提高系统的祸合刚度。力矩波动小，低速下运行稳定力矩波动是指转子处在不同位置时，堵转转矩的峰值与平均值之差。力矩波动的大小是表征力矩电动机性能优劣的个重要指标，也是影响力矩电动机用于直接驱动系统低速平稳运行的重要因素之专用焊接机器人的结构设计。采用扁平式电枢，可增加电枢槽数元件数和换向片数适当增加电机的气隙，采用磁性槽楔斜槽及斜磁极，都可减少力矩波动。机械特性和调节特性的线性度好在保证励磁磁通不变的情况下，可以得到直流电动机线性的机械特性和调节特性。但是在电动机中存在着电枢反应的去磁作用，且去磁作用的强弱与电枢电流或负载转矩有关，导致机械特性和调节特性的非线性。为了提高线性度，将磁路设计成高饱和度，并采取增大空气隙等方法来减少电枢反应的影响。电机的连续堵转转矩和峰值堵转转矩大力矩电动机经常在低速和堵转状态使用，伺服系统用要求它能在定的转速范围内调节转速，对它的机械特性和调节特性的线性度要求都很高。因此，力矩电动机的额定指标就常常给出定使用条件时的堵转转矩和空载转速。电机的连续堵转转矩是指在长期堵转状态下，稳定温升不超过允许值时所能输出的最大转矩。对应于这种情况下的电枢电压成为连续堵转电压，相应的电枢电流成为连续堵转电流。为使电机工作在预定的回复线上，必须经受规定的电流正反两个方向的磁性稳定处理，该稳定磁化电流成为峰值电流。经过查阅资料，根据实际情况，我们所选的直流力矩电机型号是，其基本参数如表所示表直流力矩电机基本参数型号峰值堵转电压峰值堵转电流峰值堵转转矩空载转速对于该焊枪姿态控制的电机来说，由于其位置精度和负载力矩较小，因此，可以采用步进电机驱动。步进电机又称为脉冲电机，是数字控制中常用的种执行元件，它能够在电脉冲控制下以很小的步距增量运动。步进电机转动的步数与脉冲数成对应关系，在电机的负载能力范围内，此关系不因电源电压负载大小环境条件的波动而变化，因此步进电机可以在很宽的范围内通过改变脉冲频率来调速，而基本不用考虑响应时间的问题，能够实现快速启动反转与制动。步进电机的另外个优点是动作准确可靠，没有累积误差，因此可以采用青岛科技大学本科毕业设计论文开环控制，使得控制系统结构简单，位置与速度容易控制，响应速度快，力矩比较大，而且可以直接用数字信号控制。同时，目前的步进电机驱动器大多带有细分功能，细分不仅提高了电机的精度，而且能够改善步进电机的运行性能。步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，假如电机的额定相电流为，如果使用常规驱动器如常用的恒流斩波方式驱动该电机，电机每运行步，其绕组内的电流将从突变为或从突变到，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在细分的状态下驱动该电机，电机每运行微步，其绕组内的电流变化只有而不是，且电流是以正弦曲线规律变化，这样就大大的改善了电机的振动和噪音。般情况下，当步进电机的细分数达到以上时，基本就没有低频振动的问题了。减速器的选择类型及特点对于减速器，本文选取了谐波减速器，谐波齿轮减速器的传动是种依靠弹性变形运动来实现传动的新型传动，它突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，使用了个柔性构件机构来实现机械传动。谐波齿轮减速器有以下些特点传动比大单极传动比为。这样可以尽量满足我们所需要的低转速的要求。侧隙小由于其啮合原理不同于般齿轮传动，侧隙很小，甚至可实现无侧隙传动。精度高同时啮合齿数可达到总齿数的左右，在相隔的两个对称方向上同时啮合，因此误差被平均化，从而达到高运动精度。零件数少安装方便仅有二个基本部件，且输入轴与输出轴为同轴线，因此结构简单，安装方便。体积小重量轻与般减速器比较，输出力矩相同时，通常其体积可减少，重量可减轻。因此可以满足本课题设计结构上的要求。承载能力大，效率高，运转平稳因同时啮合齿数多，柔轮又采用了高疲劳强度的特殊钢材，从而获得了高的承载能力在齿的啮合部分滑移量极小，摩擦损失小，即使在高速比的情况下，还能维持高的效率周向速度低，又实现了力的平衡，固噪声低振动小。我们选取的谐波齿轮减速器型号是，它的基本参数如表所示专用焊接机器人的结构设计表谐波齿轮减速器基本参数型号柔轮内径模数传动比输入轴转速输出轴转速许用输入功率的结构设计相贯线曲线方程化为参数方程可得。因此，可以通过公式计算弗莱纳雪列三元矢量的各项，，，青岛科技大学本科毕业设计论文，式中，。。矩阵即表示相贯线上焊点的坐标旋转矩阵。求解该相贯线的坐标矩阵方程，可得如图所示的坐标矩阵图形，从图看到采用弗莱纳雪列三元矢量表示的相贯线上焊点旋转矩阵可以满足焊接过程中的焊缝位置表示要求。图相贯线上焊点旋转矩阵的弗莱纳雪列三元矢量表示专用焊接机器人的结构设计利用建模工具箱中有很多种建立机器人模型的方法，本文选用函数,利用工具箱建立焊接机器人模型的程序如下号连杆参数，以下类似构建机器人机器人命名基座旋转焊枪长度初始角度,机器人驱动命令利用工具箱建立的机器人模型如图图焊接机器人模型图青岛科技大学本科毕业设计论文运用对各个模块进行编程，各个程序模块结合起来，组成个完整的程序对机械臂的焊接轨迹进行仿真，仿真结果如图，文章给出了个不同方向的方针效果图，可以看到不同时间机械臂的运动情况专用焊接机器人的结构设计图焊接机器人的运动仿真图中，可以看出机械臂末端点的运动轨迹与锚链焊接所要求的马鞍形曲线是相吻合的。机械臂末端点能够很好地走出所需要的焊接轨迹，但在些位置，机械臂的姿态并不是很好，需要局部调整才能够更好地满足仿真焊接要求。青岛科技大学本科毕业设计论文结论在焊接生产中，锚链的焊接是种常见的焊接形式。对于大型船用锚链相贯线的焊接，很多工厂仍用手工焊来完成，制造周期长，劳动强度大，生产效率低，焊接质量难以保持稳定对于大型锚链在焊接的过程中，需要对焊接部位进行预热，在高温下人工操作环境非常恶劣。目前我国还没有掌握这类自动焊接系统的关键技术，发展具有中国自主知识产权的相贯线自动焊接系统与产品成为当前的迫切需要。基于此，本文深入地研究了马鞍形曲线焊缝的形状特征，设计了专用锚链焊接机器人的结构。本文的主要贡献建立了支管坐标系下的相贯线方程。通过数学方程式可以看出，支管坐标系下的相贯线描述比主管坐标系下的相贯线方程描述要简单，更能体现出相贯线的特点将相贯线分解为圆周运动与直线运动的合成。本文运用相贯线这个特点将机器人的操作机设计成三个自由度，每个自由度对应相贯线的个特征。另外由于锚链结构的特点，为了能使焊枪到达指定的焊点，所以本文采用的两个自由度对焊枪的姿态进行控制，机器人的运动控制更直观。设计了基于卡控制的专用锚链焊接机器人的结构设计。完成了自动焊接机中机械部分的设计。通过对锚链的制作过程进行分析，完成了对主要部件的计算和校核。完成了锚链马鞍型曲线的自动焊接和自动焊接过程中的手动调节功能。利用对该机构进行虚拟装配，来验证部件间的装配关系是否合理和部件间是否发生干涉，以满足设计要求。对焊接机器人的结构进行了基于的运动仿真。由于实验条件限制，所做的工作还有待于进步深化和完善。今后，本课题还需在焊接机器人轨迹规划优化和焊缝跟踪控制等方面进行更加深入的研究，从而推动焊接机器人研究领域的持续发展。未来的弧焊机器人和其焊缝跟踪系统中还有相当多有意义的工作等待解决，同时它们也是非常有挑战性的。本文虽然对锚链自动焊接机结构进行了较为深入的研究，但随着焊接自动化控制技术的发展，还有许多课题有待研究通用马鞍型曲线焊缝插补算法的研究。增加焊接电压和焊接电流等工艺参数的实时控制的系统的研究。利用三次样条实现对任意复杂空间曲线插补的研究。基于嵌入式