（毕设全套）五自由度关节型焊接机械手设计（含CAD图纸）

在总体方案设计阶段先要确定的主要参数有如下几种额定负载。

额定负载是指在机器人规定的性能范围内，机械接口处所能承受负载的允许值。

它主要根据作用于机械接口处的力和力矩，包括机器人末端执行器的质量抓取工件的质量及惯性力矩，外界的作用力矩如切削机器人的切削力来确定。

按作业要求确定工作空间，同时要考虑作业对象对机器人末端执行器的位置和姿态要求，以便为后续方案设计中的自由度设计提供依据。

额定速度。

指工业机器人在额定负载匀速运动过程中，机械接口中心的最大速度。

应综合考虑作业效率要求作业线协调生产要求惯性力矩驱动与控制方式定位方式和精度要求等各种因素来确定。

其中惯性力矩这因素，由于机器人的总体结构尚未设计，故该阶段只能概略估计。

驱动方式的选择。

目前所采用的方式是气压驱动液压驱动电动机驱动。

此次设计选用的是步进伺服电动机。

步进电动机输出力较小，伺服电动机可大些，适用于运动控制要求严格的中小型机器人。

控制性能好，控制灵活性强，可实现速度位置的精确控制，对环境无影响。

体积小，需减速装置。

维修使用较复杂，成本较高，效率为.左右。

性能指标。

按作业要求确定。

般指位姿准确度及位姿重复性点位控制轨迹准确度及轨迹重复性轨迹控制最小定位时间及分辨率等。

同时还可对机械结构的刚度关节几何运动精度等提出要求。

.焊接机器人的主要组成机器人系统包括由移动式或固定式的操作机电源控制系统以及操作并监控机器人的装置外部设备或传感器的通讯接口所组成的机器人控制装置硬件和软件末端执行器机器人完成作业所需的外部设备装置或传感器。

所用的外部设备均由机器人的控制系统管理。

手臂和手腕是机器人操作机中的基本部件，它由旋转运动和往复运动的机构组成。

其结构形式是多种多样的，但多数机器人的手臂和手腕是由关节和杆件构成的空间机构，般由个自由度组成，工业机器人般为个自由度。

由于机器人具有多自由度手臂手腕的机构，使操作运动具有通用性和灵活性，这也是区别于般自动机的特点。

机器臂的控制在电动伺服系统中，驱动机械臂各关节的是步进电机或直流伺服电机。

步进电机从驱动器得到系列脉冲信号，每个脉冲信号使步进电机轴产生定的角位移。

般不需要反馈回路和位置编码器，控制比较简单。

采用直流伺服电机的控制系统以测速器和角度编码作为反馈装置，能够精确地控制机械臂关节轴的运动，它的工作状态平稳，旋转速度可以连续调节，对加速和减速指令都能迅速作出反应。

腕部机构支承机器人手部装置并调整其姿态，般有个自由度，使位于机械臂末端的手爪产生俯仰摆动和绕自身轴线的转动，这些运动的合成，使机器人的手部相对于操作对象形成灵活的工作姿态。

机器人的手部装置又称末端执行器。

根据作业性质不同，机械臂末端的执行器有不同形式。

焊接机器人和喷涂机器人的末端分别为固定焊枪和喷枪的夹具。

搬运大件光整平板的机器人般采用真空吸附式末端执行器，利用吸盘内压力与大气压力之间的差值产生吸附作用力。

对于般的物料搬运和装配机器人，末端执行器为种类繁多的机械夹持器，用机械手指的闭合和张开来夹紧和释放工件。

运送铁磁物质的机器人还可以将电磁吸盘作为末端执行器。

第章焊接机器人底座的设计.底座的工作方式机器人底座的结构设计要求要有足够大的安装基面，以保证机器人工作时的稳定性。

机座承受机器人全部重量和工作载荷，应保证足够的强度刚度和承载能力。

机座轴系及传动链的精度和刚度对末端执行器的运动精度影响最大。

因此机座与手臂的联接要有可靠的定位基准面，要有调整轴承间隙和传动间隙的调整机构。

机器人的底座是由两部分组成的，分为上下两部分，下部分的作用是固定和支撑，属于不动体，用螺丝固于与地上上部分是个转台作用是支撑和旋转，带动大臂以上部分做旋转运动，是圆弧形的。

上部分也称做腰部，腰部回转由级齿轮传动和谐波齿轮组成，如底座部件图所示在结构布置上，电机谐波减速器和小齿轮均在腰上随腰座起回转而大齿轮固定在机座上。

这样布局对装饰润滑方便，但增大了腰部回转的转动惯量。

底座上使用的是阶梯轴，作用是传动转矩，把谐波减速器传出的转矩传动到小齿轮上，轴的上端和谐波减速器的柔轮相连，下端由键和小齿轮联结，谐波减速器的刚轮和谐波减速器的外壳联结，谐波减速器的外壳又和机器人的大臂用螺栓连接当底座的电机工作时，谐波减速器的刚轮不动，柔轮动，柔轮又通过阶梯轴和小齿轮由键连接，所以带动小齿轮动，小齿轮又和大齿轮相啮合，大齿轮通过齿轮座固连于下底座上，所以小齿轮带着谐波减速器和机器人大臂以上的