摘要
介绍了焊接机器人技术发展的历程及我国焊接机器人技术研究的现状和发展前景。针对焊接机器人产业化中涉及到的新型结构本体设计、高性能机器人控制器技术及免维护系统设计等关键技术进行了研究，结合Motomanup-6焊接机器人，介绍了采用谐波齿轮减速器及交流伺服电机等精密传动部件进行机器人小臂和腕部结构设计，使得机器人结构变得越来越简单，传动环节减少，提高了系统的精度，减少维护，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。 移动除湿机我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。我国到1997年底仅有焊接机器人500台，多为弧焊和点焊机器人，而且集中于汽车、摩托车和工程机械三个制造行业，因此我国焊接机器人的发展应首先扩大应用数量和应用领域。同时也要尽快建立有我国自主知识产权的机器人生产产业。 关键词：弧焊焊接机器人、小臂腕部结构、交流伺服系统
Abstract
Introduced a welding robot technology development and the history of China's welding robot technolog
y on the status and development prospects. For welding robot involved in the industrialization of the new body structure design, high-performance robot controller technology and maintenance-free system design and other key technologies have been studied, with Motomanup-6 welding robot, introduced the use of harmonic gear reducer AC servo motor and transmission components such as precision robot arm and wrist structural design, makes robots become more and more simple structure, reduce the transmission links, increase the accuracy of the system, reduce maintenance, but also simplified the production process, reducing The cost of production.
China's welding robot application mainly concentrated in the automobile, motorcycle, engineering machinery, railway locomotive, and several other major industries. Motor vehicles are the largest users of robots welding, but also the first users. Back in the late 1970s, Shanghai electric welding machine tool factory and the Shanghai Institute of cooperation in the development of the Cartesian coordinate manipulator, successfully applied to the Shanghai sedan chassis welding. China to the end of 1997 only 500 robot welding, spot welding and more robots for welding, and focus on vehicles, motorcycles and three construction machinery manufacturing industry, the development of China's welding robot should first expand the number of applications and application field. At the same time, as soon as possible the establishment of China's independent intellectual property rights of the robot manufacturing industry.
Keywords：arc welding robot, small arm and wrist structural design, AC servo system
目 录
第一章 前言 (1)
1.1 选题背景 (1)
1.2焊接机器人毕业设计问题的提出 (4)
1.2.1研究的基本内容，拟解决的主要问题 (4)冰浆机
1.2.2研究步骤、方法 (4)
第二章 焊接机器人结构设计 (6)
2.1小臂腕及结构设计 (6)
2.1.1焊接机器人小臂及腕部结构设计方案 (6)旋挖钻机工法网
2.1.2小臂及腕部整体机构的工作原理 (7)
2.2电机的选择 (8)
2.3直齿圆锥齿轮设计： (9)
2.3.1传动比的选择 (9)
2.3.2渐开线直齿圆锥齿轮几何计算 (9)
2.4链的选择及链轮设计
(11)
2.4.1链传动的特点 (11)
2.4.2传动链的分类 (12)
2.4.3链的选择 (13)
2.5轴承的分类介绍 (14)
2.6小臂腕部结构设计中必要的强度校核 (16)
2.6.1圆锥齿轮强度校核 (16)
2.6.2轴的强度校核 (17)
第三章 谐波减速器 (28)
3.1谐波减速器的发展 (28)
3.2谐波减速器的应用 (28)
3.3 谐波减速器的组成及工作原理 (29)
3.3.1柔轮常见的结构形式 (29)秸秆人造板
3.3.2波发生器常见的结构型 (30)
3.3.3谐波减速器的工作原理 (30)
3.3.4双刚轮谐波减速器 (32)
3.4谐波齿轮传动特点 (33)
3.5谐波减速器产品系列及结构的特点 (34)
3.6谐波减速器的选择 (35)
3.7谐波减速器的安装使用与维护（本此设计所需系列） (37)
第四章 经济性分析 (38)
致谢 (39)
参 考 文 献 (40)
声明 (42)
第一章 前 言
机器人是一种在生产中能灵活完成特定操作，并有多种功能的机器。机器人一般由以下几部分组成：控制系统，驱动系统，执行(运动)装置，检测系统。机器人的控制系统包括：控制电脑和伺服控制器。机器人的动力驱动主要有：电动、气动、液压驱动等。机器人的执行(运动)部分主要指机器人用于完成任务的机体装置，主要由机械传动系统和末端执行器组成。传动机构用于把驱动器产生的动力
传递到机器人的各个关节和动作部位，实现机器人平稳运动。常见的传动机构有以下几种：a、齿轮传动b、丝杠传动机构c、皮带传动和链传动机d、流体传动e、连杆传动：机器人的检测系统是指机器人身上的各种传感器。机器人最常采用的基本传感器有：视觉传感器、力觉传感器、触觉传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等。传感器是机器人的感觉器官机器人工作时，电脑根据传感器获得的信息控制机器人动作。它主要分为内部传感器和外部传感器两大类。工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、具有多功能多自由度的操作机，是机器人家族中最重要的成员，主要由机械手臂、控制装置、机座、能源装置和驱动装置等几部分构成从结构上分为：模仿人类关节结构的关节型工业机器人、直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、球坐标机器人。从用途上可分为：焊接机器人、机器加工机器人、装配机器人、喷漆机器人、检查、测量机器人、移动式搬运机器人等等。焊接机器人主要包括弧焊机器人和点焊机器人。有用于大工件焊接的大型焊接机器人，也有用于小工件焊接的精巧小型焊接机器人；有单台操作，也有两台以上的组合操作。 经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业[1][2]。
1.1选题背景
随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用
实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。
据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。这两种焊接机器人在工业机器人中所占的大致比例。我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，机器人可以根据程序要求和任务性质，自动更换机器人手腕上的工具，完成相应的任务。因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。
加密芯片工业机器人在焊接领域的应用最早是从汽车装配生产线上的电阻点焊开始的。原因在于电阻点焊的过程相对比较简单，控制方便，且不需要焊缝轨迹跟踪，对机器人的精度和重复精度的控制要求比较低。弹力玩具
点焊机器人在汽车装配生产线上的大量应用大大提高了汽车装配焊接的生产率和焊接质量，同时又具有柔性焊接的特点，即只要改变程序，就可在同一条生产线上对不同的车型进行装配焊接。
在西方国家，由于劳动力成本的提高为企业带来了不小的压力，而机器人价格指数的降低又恰巧为其进一步推广应用带来了契机。减少员工与增加机器人的设备投资，在两者费用达到某一平衡点的时候，采用机器人的利显然要比采用人工所带来的利大，它一方面可大大提高生产设备的自动化水平，从而提高劳动生产率，同时又可提升企业的产品质量，提高企业的整体竞争力。虽然机器人一次性投资比较大，但它的日常维护和消耗相对于它的产出远比完成同样任务所消耗的人工费用小。因此，从长远看，产品的生产成本还会大大降低。而机器人价格的降低使一些中小企业投资购买机器人变得轻而易举。因此，工业机器人的应用在各行各业得到飞速发展。根据UNECE的统计，2001年全世界有75万台工业机器人用于工业制造领域，其中38.9万在日本、19.8万在欧盟、9万在北美，7.3万在其余国家。至2004年底全世界在役的工业机器人至少有约100万。
我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。“一汽”是我国最早引进焊接机器人的企业，1984起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊
线 。
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