五自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计

五自由度机械手毕业设计简介毕业设计项目是基于五自由度机械手的设计与调试。

机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于各种工业场景中。

本项目旨在设计和实现一个五自由度机械手，以达到特定的工作任务，并对其进行调试和性能优化。

设计目标本项目的设计目标如下：1.组装一台五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。

2.实现机械手的运动控制和精确定位，以可靠地完成给定的任务。

3.进行机械手的调试和性能优化，以提高其准确性和灵活性。

设计流程步骤一：机械手构建首先，需要根据机械手的设计要求，选择合适的机械结构和零件。

设计一个稳定的底座来支持机械手的运动。

然后，设计前臂和手臂以实现机械手的五自由度运动。

最后，设计一个手爪用于抓取目标物体。

步骤二：运动控制系统设计一个运动控制系统，用于实现机械手的精确定位和运动控制。

可以使用传感器来获取机械手当前的位置和姿态信息，并使用控制算法来计算和控制机械手的运动。

可以选择合适的传感器和控制器来实现这个功能。

步骤三：系统调试完成机械手的组装和运动控制系统的搭建之后，需要进行系统的调试和测试。

在调试过程中，可以逐步验证机械手的各个自由度的运动是否准确，并优化运动控制系统的参数以提高机械手的运动准确性和稳定性。

步骤四：任务实现完成机械手的调试之后，可以设计和实现一系列的任务来验证机械手的性能和应用能力。

可以设计一些基础任务，如抓取、放置和搬运物体等。

还可以设计更复杂的任务，如拧螺丝、组装零件等，以验证机械手在复杂环境中的运动控制和应用能力。

预期成果通过完成本毕业设计项目，预期实现以下成果：1.完整的五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。

2.可靠的运动控制系统，能够实现机械手的精确定位和运动控制。

3.调试和优化完毕的机械手，具有较高的运动准确性和稳定性。

4.完成的任务实现，验证机械手的性能和应用能力。

时间计划本项目的时间计划如下：•第一周：项目立项和需求分析•第二周：机械结构设计和零件采购•第三周：机械手组装和基本运动控制实现•第四周：运动控制系统调试和优化•第五周：任务实现和性能测试•第六周：项目总结和报告编写结论通过本毕业设计项目，将能够全面了解五自由度机械手的设计和调试过程，掌握机械手的运动控制原理和实现方法，并对机械手的性能和应用能力进行验证和提升。

人人小站/314design1 绪论1.1 工业机器人简介]1[早在20世纪初，随着机床、汽车等制造业的发展就出现了机械手。

1913年美国福特汽车工业公司安装了第一条汽车零件加工自动线，为了解决自动线、自动机的上下料与工件的传送，采用了专用机械手代替人工上下料及传送工件。

可见专用机械手就是作为自动机、自动线的附属装置出现的。

“工业机器人”这种自动化装置出现的比较晚。

但是自从世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。

机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。

本课题所指的工业机器人，或称机器人操作臂、机器人臂、机械手等。

从外形来看，它和人的手臂相似，是由一系列刚性连杆通过一系列柔性关节交替连接而成的开式链。

这些连杆就像人的骨架，分别类似于胸，上臂和下臂，工业机器人的关节相当于人的肩关节、肘关节和腕关节。

操作臂的前端装有末端执行器或相应的工具，也常称为手或手爪。

手爪是由两个或多个手指所组成，手指可以“开”与“合”，实现抓去动作和细微操作。

手臂的动作幅度一般较大，通常实现宏观操作。

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。

主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。

大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；圆柱坐标型工业机器人示意图控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。

在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。

机械类毕业设计大全D1.0t普通座式焊接变位机工装设计巷道式自动化立体车库升降部分设计巷道堆垛类自动化立体车库设计茶树修剪机的设计板材送进夹钳装置设计外圆磨床设计大模数蜗杆铣刀专用机床设计300×3型钢轧钢机设计高效二次风选粉机设计鼓形齿联轴器的设计5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计薄板定尺机构的设计桥式起重机副起升机构设计液压潜孔钻机动力头回转机构设计JZ—I型校直机设计龙门起重机设计运送铝活塞铸造毛坯机械手设计DX型钢丝绳芯式带式输送机设计小汽车维修用液压升举装置双螺杆压缩机的设计稀油润滑液压系统设计2110型柴油机气缸盖加工工艺规程设计及夹具设计D180柴油机12孔攻丝机床及夹具设计乳化液泵的设计中单链型刮板输送机设计75米钻机的总体设计200米液压钻机变速箱的设计AWC机架现场扩孔机设计CA6110型铝活塞的机械加工工艺设计及夹具设计DZ60振动打桩锤的设计露天选采机液压系统设计R175型柴油机机体加工自动线上用多功能液压机械手T611镗床主轴箱传动设计及尾柱设计WY型滚动轴承压装机设计EQY-112-90 汽车变速箱后面孔系钻削组合机床设计双活塞液压浆体泵液力缸设计TMJ200型水果糖糖料拉白机设计回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计螺杆压缩机系统装置设计小型钢坯步进式加热炉液压传动系统设计大直径桩基础工程成孔钻具I型钻具总体设计大流量安全阀的设计四杆中频数控淬火机床总体及上料机构设计回旋冲击钻具星形运动结构设计平面关节型机械手设计大排量斜盘式轴向柱塞泵设计XQB小型泥浆泵的结构设计Z32K型摇臂钻床变速箱的改进设计YTP26气腿式凿岩机机体工艺、夹具设计汽车变速器上盖钻孔组合机床设计数控铣床的主轴箱结构设计宠物垫生产线的部件机械设计大功率减速器液压加载试验台机械系统设计打印机压轮设计带式输送机摩擦轮调偏装置设计电站水轮机进水阀门液压系统控制设计多功能甘蔗中耕田管机改进设计EX1000高效二次风选粉机（传动及壳体部件）设计内充种气吸玉米免耕播种机的设计—镇压部分的设计立木地板加工机床成型机分度机构设计小型三辊卷板机设计叶型加工工装设计Z3050摇臂钻床预选阀体机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计液压泵上体阶梯孔的机床专用夹具计算机辅助设计研究（含Pro/E）凸轮机构的模糊优化设计滚动轴承设计与自动计算程序设计机械式四档变速器设计曲轴润滑油孔加工机床的设计钩尾框夹具设计绞肉机的设计移动式X光机总体及移转组件设计XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀设计XK100立式数控铣床主轴部件设计ZXK-7532数控立式钻铣床主运动、进给系统及控制系统设计XK5040数控立式铣床及控制系统设计X6232C齿轮加工工艺及其齿轮夹具和刀具设计CK6132数控车床总体及进给驱动部件设计三面铣组合机床液压系统和控制系统设计铣边机组合机床设计铣削组合机床及其主轴组件设计组合镗床设计旁承上平面与下心盘上平面垂直距离检测装置的设计托森差速器的设计制冷系统综合试验台设计挠性转子固有不平衡、永久性弯曲研究和故障诊断知识库设计刨煤机截割部设计及滑靴设计刨煤机输送系统与滑架设计普通式双柱汽车举升机设计2BJM-2型免耕精播机设计气动通用上下料机械手的设计无模压力成形机设计三爪卡盘增力机构夹具设计压缩机箱体加工工艺及夹具设计机械手结构的总体方案设计壳体零件机械加工工艺及工艺装备设计台式数控龙门雕刻机工作台及Y轴传动部件设计单拐曲轴零件机械加工工艺及工艺装备设计驱动式滚筒运输机设计CA6140主轴加工工艺及夹具设计齿轮泵泵体工艺及加工Φ14、2-M8 孔夹具设计定尺机装置设计铁水浇包倾转机构的设计挖掘机工作装置液压系统设计半轴机械加工工艺及工装设计小区自动化立体车库设计ML280螺旋钻采煤机推进机构的设计组合机床动力滑台液压系统的设计GKZ高空作业车液压和电气控制系统设计高空作业车工作臂结构设计及有限元分析高空作业车转台的结构设计及分析液压钻机本体组合机床设计液压控制阀的理论研究与设计中型四柱式液压机及液压系统设计轴向柱塞泵设计CA6150车床主轴箱设计205t桥式起重机控制线路设计无轴承电机的结构设计C6136型车床经济型数控改造(横向)设计西门子802s数控车床的进给控制设计CNC3136A数控车床电气系统设计轮式装载机行走系统及装置设计基于工控机和PLC设计喷油泵实验台监控系统凸轮机构CAD系统开发闭风器的设计（机械毕业论文） PRO/e图纸啤酒桶清洗机设计GBW92外圆滚压装置设计立式加工中心主轴组件的结构设计铰链座制造工艺及夹具设计液压静力压桩机夹桩压桩机构设计YZY全液压静压桩机的电气控制系统总体设计梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计基于电片机的家庭防盗报警器络筒机槽筒专用加工机床及夹具设计基于单片机一氧化碳报警器设计保持架机械加工工艺及夹具设计矿用提升机的设计隧道掘进机概况及管片受力的有限元分析板材弯曲成形有限元数值模拟分析（有限元毕业论文）基于单片机的交通灯自动控制器设计可伸缩带式输送机结构设计（机械设计毕业论文）基于单片机实现红外测温仪设计MG132/320-W型采煤机左牵引部机壳的加工工艺规程及数控编程MG250/591-WD型采煤机右摇臂壳体的加工工艺规程及数控编程+送料机械手设计及Solidworks运动仿真经济型数控系统研究与设计电机轴的失效分析和优化设计四点接触球轴承的设计现场典型工业设备的PLC控制系统设计数控机床复杂零件的加工过程设计PLC自动换刀电气控制的设计原棉水分测定仪的工作原理及硬件电路设计消防智能电动车设计与制作空调压缩机用无刷直流电动机进行设计及相应控制系统的设计汽车雨刷器的设计及硬件控制水果套袋机设计水位检测仪系统设计远程多路智能家用电器控制器设计智能导热系数测试仪测控系统的设计智能温度控制系统设计智能型配电控制柜设计基于射频技术的IC卡的研究基于Mastercam造出洗洁精瓶的零件模型设计TDA2003音频功率放大器的设计基于DDS芯片AD9850的正弦发生器设计火车摇枕磨耗板自动焊接机的电器控制系统设计CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计YZY400静力压桩机设计开发－大身结构有限元应力、强度分析行星减速器设计三维造型虚拟设计分析带轮的参数化设计龙门刨床的可控硅调速系统控制电路的设计铝合金仪表上盖与底座零件的数控加工工艺设计易拉式罐盖垫的自动上料机构的设计旋转罐装机的设计支撑掩护式液压支架总体方案及立柱设计飞机前起落架收放机构设计火车制动梁用异型材矫直机的设计矿用液压支架的设计自动涂胶机设计红外电子桩考系统的设计摩托车交流底盘测控系统设计YZY400全液压静力压桩机的横向行走及回转机构设计汽车信号灯控制系统设计三自由度圆柱坐标型工业机器人设计送料机械手设计及Solidworks运动仿真经济型数控系统研究与设计球磨机给矿控制系统设计1.光轴生产线专用气压搬运机械手设计2.机械毕业设计:转载锤式破碎机总体设计3.双齿辊破碎机设计4.机械毕业设计:混凝土搅拌机设计5.冲击器试验台液压系统设计6.ZMX粉碎机下机体支承面专用铣床设计7.14米高空作业车液压系统设计8.机械毕业设计: 机械手设计9.四自由度多用途气动机器人（机械手）结构设计及控制实现10.轿车变速箱设计（五档变速器设计）11.天然气电控发动机设计毕业设计12.TGSS-50型水平刮板输送机---机头段设计13.组合机床设计14.1G-160型旋耕灭茬机总体及侧边传动装置设计15.机械毕业设计:颚式破碎机设计16. 除雪机的转载部分结构设计17. 井下胶带输送集成控制18. 普通带式输送机的设计19. 泵吸式清淤系统设计20. 基于S7-300 PLC的带传动实验台远程控制系统的研究21. 基于Web的带传动实验台远程虚拟实验软件的研究22. 液压传动虚拟实验设计23.卷扬机设计24. 提升机驱动系统设计25. 双齿减速器设计26.5T重轮式装载机的装载机设计27.普通铣床数控化改造设计28.复摆颚式破碎机设计29.气流粉碎机设计与粒度控制30.低速载货汽车驱动桥设计31.压力机与垫板间夹紧机构设计32.FDP-15非开挖钻机设计33.J45-6.3型双动拉伸压力机及PLC控制系统设计34.机械毕业设计:MC型埋刮板输送机设计35.数控回转工作台设计36.机械毕业设计:冲压搬运机械手设计37.行走式小型液压起重机设计38.150T液压机设计39.机械毕业设计:机床上下料机械手设计40.矿用固定式带式输送机设计41.气门摇杆轴支座设计42.机械毕业设计:卸料器的设计及改进设计43.薄煤层采煤机总体方案设计及截割减速器设计44.BM—4010PD万达汽车后驱动桥设计45.普通CA6140车床的经济型数控化改造设计46.机械毕业设计:数控钻床横、纵两向进给系统的设计47.铣床的数控X-Y工作台设计48.机械毕业设计:液压绞车泵站设计49.膜片离合器设计50.400型水溶膜流研成型机设计51.自动售货机的PLC系统设计52. 机械毕业设计:圆盘剪切机设计53.Y—6.3S型液压机机械结构设计54.Φ2.4×11m球磨机总体及筒体设计55.立体车库内部机械结构优化设计56.液力传动变速箱设计与仿真设计57.数控车床系统XY工作台与控制系统设计58.矸石制浆材料工业生产线系统设计59.Ф2600筒辊磨滑履支承及密封装置设计60.C6140普通车床的数控化改造设计61.液压防溢板设计62.专用机床液压系统设计63.中煤层采煤机截割部设计64.车载机械自动调平机械系统设计65.四自由度的工业机器人设计66.J01型机械转向器设计67.电动观光汽车总体设计68.定梁数控龙门镗铣床溜板进给系统设计69.聚氯乙烯搅拌反应釜设计70.Santana2000轿车制动系统设计71.轿车机械式变速器设计72.XA5032普通立式铣床进行数控化改造(普通铣床数控化改造）73.普通车床的数控化改造74.组合钻床设计75.组合镗床设计76.凿岩机机头零件工艺规程及工艺装备设计77.CA6140车床尾座体的工艺规程以及设尾座体的两组专用夹具设计78.薄煤层采煤工作面电缆拖移系统79.掩护式液压支架设计80.综采工作面大型刮板输送机设计81.履带式半煤岩掘进机设计82.放顶煤开采液压支架设计83.矿车轮对装拆机设计84.装煤机设计85.矿车清车机86.薄煤层采煤机牵引部设计87.薄煤层采煤机截割部设计88.矿山机械实验室设备管理系统的建立89.瓦斯抽放液压钻机设计90.机械毕业设计:pc-φ800×800锤式破碎机设计91.双腔鄂式破碎机设计92.液压式测力装置设计93.卧式钢筋切断机设计94.工业机械手模型基于PLC的控制系统软硬件设计95.船舶辅助机械PLC控制系统设计96.板料折弯机液压系统设计97.柴油机P型喷油器设计98.螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计99.数控多工位钻床设计100.柴油机供油角度自动提前器的结构特点与制造工艺设计101.机械毕业设计:数控钻床横、纵两向进给系统的设计论文下载含cad图纸102.机械毕业论文:经济型数控车床控制系统设计论文下载含cad图纸103.自动售货机设计104. 振动筛式花生收获机的设计105.给料装置传动系统设计106.工业机械手液压系统设计107.离心通风器设计108.R180柴油机曲轴工艺设计及夹具设计109.矩形型材端面坡口铣削机设计110.钢筋调直机的设计111.DTⅡ胶带输送机设计112.XK5025型数控立铣床自动换刀装置设计113.机械毕业设计:靠模攻丝组合机床设计114.机械毕业设计:搅拌器设计115.机械毕业设计:加工中心主传动系统（电主轴）设计116.CA6140普通车床的数控化改造设计117.机械毕业设计:DTII型固定式带式输送机设计118.气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计119.离合器设计119.汽车ABS防抱死制动系统设计120.专用榫齿铣PLC电气控制系统设计121.随车提升机的设计122.468Q发动机缸体双面卧式钻床总体设计及左主轴箱设计123.PLC自动售货机设计124.CA6140车床拨叉A加工工艺及夹具设计125.CA6140车床拨叉C加工工艺及夹具设计126.自来水厂流量、水压远程采集系统设计127.汽车轮胎内压自动监测及便携式补气装置设计128.离心通风器设计论文129.阀堵工艺工装设计及CAD/CAM130.32/5T桥式起重机起升机构设计131.QAY50起重机设计132.CA6410车床拨叉831002加工工艺和夹具设计133.齿轮箱工艺钻2-φ20孔工装及专机设计134.齿轮箱工艺钻孔工装及专机设计135.送料机械手设计136.U型管式换热器设计137.CAK6150普通车床的数控化改造138.斜胶胎2号成型机四连杆式后压滚设计139.啤酒周转箱注射机液压系统设计140.轻型液压浅孔钻机设计141.中等压力润滑泵的设计142.炼钢厂滑动水口液压系统设计143.活塞工艺夹具设计144.农业机械毕业设计:水力驱动带状喷灌系统设计145.卧式加工中心自动换刀机械手设计146.固定式智能水泥包装机设计147.带式物料输送机设计148.潜孔钻气动冲击器设计149.液压绞车设计150.驱动小车设计151.机械毕业设计：起重梁设计152.单轨吊液压驱动葫芦设计153.单轨吊车液压泵站的设计154.单轨吊承载小车的设计155.轮式装载机工作装置设计156.CA6140杠杆加工工艺及夹具设计157.支承套零件的专用夹具设计158.推动架加工工艺规程设计159.铝线及CP送丝装置设计与典型零件数控加工160.数控龙门铣床立铣头部件设计161.输出轴工艺与工装设计162.气门摇臂轴支座加工工艺及夹具设计163.汽车空调器前缸盖数控加工工艺的制订及夹具设计164.机械毕业设计:塑料瓶理瓶机设计165.煤矿机械毕业设计:2×132/630-WD采煤机可调行走箱设计166.矿山毕业设计:300吨每小时煤粉带式输送机设计167.机械毕业设计:隔水管套内焊缝自动焊接装置设计168.机械毕业设计:HSG螺纹式连接液压缸结构设计169.毕业设计:HSG拉杆式液压缸结构设计170.大专机械毕业设计:自动采油系统地面提升绞车设计171.机械毕业设计:三坐标数控铣床设计172.机械毕业设计:物料传输颜色分拣系统设计173.毕业设计:4102机体主凸孔扩孔镗削加工夹具设计174.机械毕业设计:缸阀体的工艺分析及夹具设计175.机械毕业设计:凸轮轴零件工艺规程设计176.机械毕业设计:ZFG6600/17/32H型放顶煤液压支架设计177.机械毕业设计:绞盘机的减速机构设计178.机械毕业设计:CA6140下部刀架的工艺工装的设计179.大学机械毕业设计:机车凸轮轴工艺夹具设计180.机械毕业设计:汽车后桥壳体工艺夹具设计181.汽车毕业设计:奥迪A6自动变速器实验台电路设计182.机械毕业设计:轻型货车变速器设计183.机械毕业设计:三坐标数控铣床设计184.机械毕业设计:ZFG6600/17/32H型放顶煤液压支架设计185.本科机械毕业设计：CA6140开合螺母工艺工装设计186.机械毕业设计:汽车后桥壳体工艺夹具设计187.大学机械毕业设计:机车凸轮轴工艺夹具设计188.机械毕业设计:CA6140下部刀架的工艺工装的设计189.机械毕业设计:绞盘机的减速机构设计190.机械毕业设计:汽车变速器壳体工艺夹具设计191.机械毕业设计:CA6140方刀架工艺工装设计192.机械毕业设计:离心式水果榨汁机的机械设计193.机械毕业设计：铣床强力万能铣头设计194.机械毕业设计:果蔬原料去皮机的设计195.机械毕业设计:MG400-940采煤机摇臂减速箱设计196.机械毕业设计:活塞机械加工工艺规程及粗镗销孔夹具设计197.机械毕业设计:钢筋矫直切断机设计198.机械毕业设计:机械式钢筋钢管多功能加工机设计9.机械毕业设计:JTP-1.6×1.2矿用提升绞车主轴装置设计200.机械毕业设计:间歇式环保包装件成型设备设计201.煤矿机械毕业设计:大功率采煤机截割部的设计202.机械毕业设计:300/50KN单主梁龙门式起重机设计203.机械毕业设计:立式精锻机自动上料机械手大臂升降及回转机构设计204.机械毕业设计:立式浮动悬辊磨零部件优化设计205.机械毕业设计:智能机器狗结构设计206.机械毕业设计:车削中心机械部分设计207.机械毕业设计:圆锯床设计208.机械毕业设计:1吨单层全自动罐笼门设计209.机械毕业设计:NGW行星齿轮传动电动滚筒设计210.机械毕业设计:数控激光切割机设计211.机械毕业设计CTY8/6-PG 电机车的设计212.机械毕业设计:链驱动双层升降横移式立体车库设计。

毕业设计说明书5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计学生姓名学号院系工学院机电系专业机械设计制造及其自动化指导教师5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部设计摘要据不完全统计，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。

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，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。

众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。

工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。

本次我所设计的机器人为五自由度弧焊机器人。

本说明书对本次设计的主要考虑内容进行了叙述和讲解，包括机器人的总体设计以及传动系统的构成与设计，电动机的选择，圆锥齿轮的设计与校核，谐波减速器的原理以及选择，腕部转动轴的校核，齿形带规格的选择以及滚动轴承的选择与校核等。

由于设计经验不足以及理论知识的匮乏，本次设计肯定存在许多不足之处，望答辩老师谅解并不吝赐教。

关键词焊接机器人；齿形带传动；谐波减速器；五自由度IIdesign 5 degree-of-freedom welding robot overall and big arm and waistABSTRCTAccording to incomplete statistics, nearly half of the world's industrial robots in service are used for welding. The most common application of welding robot are in two main ways, spot welding and arc welding. The welding robot we are talking about is actually industrial robots which are doing the work in the welding tasks instead of welding production welder. Some of this welding robot is specially designed for welding while most of them are actually a common industrial robot fitted with a welding tool. In multi-task environment, a robot can even complete many kinds of work including the grasp of welding, handling, installation, welding, unloading and other tasks,. Therefore, in a sense, the history of the development of industrial robots is the history of the development of welding robot.It is well known that the welding processing on one hand requires on skilled operational skills, rich practical experience and stable level of welding; on the other hand, welding is a work with poor working conditions, dust, and heat radiation and high-risk. The emergence of industrial robots first makes people naturally think of using it to replace the manual welding to reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of welding.The robot I designed is a DOF arc welding robot. The design statement mainly include design of robot's drive system and the its composition, the choice of motor, design of bevel gear and verification, the principle of harmonic reducer and its choice, wrist Check the Department of rotational axis, the choice of rolling bearings and its checking and so on.KEY WORDS welding robot; profile belt transmission; harmonic reducer; 5-DOF目录中文摘要 (Ⅱ)英文摘要 (Ⅲ)目录 (Ⅳ)前言 (1)1 绪论 (3)2 毕业设计基本思路 (4)2.1总体所涉及思路及内容 (5)2.2设计传动方案 (5)3 焊接机器人腰部与大部设计 (7)3.1 腰部结构设计 (7)3.1.1 电动机的选择 (7)3.1.2 谐波减速器介绍及选择 (8)3.1.3 轴的设计与校核 (10)3.1.4 轴承的设计计算与核 (11)3.1.5 齿轮设计计算与校核 (12)3.2 大臂结构设计 (15)3.2.1 电动机的选择 (15)3.2.2 谐波减速器的选择 (15)3.2.3 轴的设计与校核 (16)4总 (18)参考文献 (19)致谢 (20)前言焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。

具有五个自由度的机械手设计摘要随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。

文章主要叙述了机械手的设计计算过程。

首先，本文介绍机械手的作用，机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。

同时，本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。

机械手采用液压传动，使传动系统简单可靠；选用可编程控制器对机械手的动作进行控制，使控制程序简单，系统维护方便。

设计过程中，对机械手和液压缸部分做了详细的设计计算。

同时，对机械手的通用性主要是采用可更换式手部结构来实现，通过更换手部，可使机械手抓取外圆零件和内圆零件，从而实现了系统的多功能化。

机械手总体结构能够实现手臂的水平伸缩、垂直升降、旋转和抓取等功能，这些动作都是可编程控制器控制，用液压缸驱动机械手来完成的。

文章中介绍了搬运机械手的设计理论与方法。

全面详尽的讨论了搬运机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。

最后使用软件对机械手PLC控制仿真。

关键词：机械手；液压传动；液压缸；PLC仿真；AbstractThe applying of the manipulators are more and more important in the industry, with the development of industrial automation. The paper mainly narrated the design and calculation of light and transfer manipulator.The first，The paper introduces the function,composing and classification of the manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate.At the same time,the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator. Manipulator use system can be simple and reliable. The manipulator and in this paper. The movements of mechanical be convenient. And the universal ability of manipulator is based on the interchangeability of the grasp cylindrical parts and inner parts through the replacement of and captures the semifinished materials. All those movements are controlled by programmable controller and realized by industry manipulator's design theory and method. The comprehensive exhaustive discussion ,which the major structural design computation. Finally uses the software to carry out the PLC control simulation for manipulator's ；Hydraulic cylinder；Programmable logic Controller simulation;目录1 绪论 (1)1.1前言 (1)1.2 工业机械手的简史 (1)1.3工业机械手在生产中的应用 (3)1.4 机械手的组成 (4)1.5工业机械手的发展趋势 (5)2 机械手的总体设计方案 (7)2.1 机械手基本形式的选择 (7)2.2机械手的主要部件及运动 (7)2.3驱动机构的选择 (8)2.4 机械手的技术参数列表 (8)3 机械手手部的设计计算 (9)3.1 手部设计基本要求 (9)3.2 典型的手部结构 (9)3.3机械手手抓的设计计算 (9)3.4 机械手手抓夹持精度的分析计算 (13)3.5弹簧的设计计算 (14)4 腕部的设计计算 (17)4.1 腕部设计的基本要求 (17)4.2 腕部的结构以及选择 (17)4.3 腕部的设计计算 (18)5 臂部的设计及有关计算 (23)5.1 臂部设计的基本要求 (23)5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 (24)5.3 手臂直线运动的驱动力计算 (24)5.4 液压缸工作压力和结构的确定 (27)6 机身的设计计算 (29)6.1 机身的整体设计 (29)6.2 机身回转机构的设计计算 (30)6.3 机身升降机构的计算 (34)6.4 轴承的选择分析 (37)7 液压驱动系统设计 (38)7.1液压驱动的特点 (38)7.2液压系统设计 (39)8 PLC控制系统设计 (40)8.1 PLC的特点 (40)8.2 PLC的选择及IO分配 (40)8.3 PLC程序设计及仿真 (42)结论 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)1.绪论1.1前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。

1 绪论1.1 前言随着科技的不断发展，尤其是进入了信息化时代的二十一世纪，传统的机械基础行业无法应对当今瞬息万变的各种问题和困难，因此紧跟不断创新、不断进步的时代潮流已成为当今世界的主题。

于机械这个要追求高效率，低成本，安全，自动化的行业更是需要创新精神。

机械手作为机械行业主要的一成员也应如此。

机械手的应用越来越广泛，已经向医疗、生活、娱乐扩展，还可以用在一些对人体不利的场合[1]。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲倦，不怕危险，抓举重物的力量远远大于人手的特点，因此，机械手已经收到许多部门的重视，并越来越广泛地得到应用。

所以，对机械手的要求越来越高，需求量也越来越大。

机械手的设计和控制是近年来国内外非常活跃的研究课题。

它的设计可以分为假肢用机械手和工业用机械手的设计。

前者的作用是替代肢体伤残者的残损部分，除了要考虑机能问题外，还要考虑其仿生性，即其形状和人类肢体形状的相似性。

而后者的作用在于替代工业生产中作业人员，着重于机能的设计[2]。

而在全世界在役的工业机械手中，大约有一半是用于各种形式的焊接加工领域。

焊接机械手具有焊接稳定，改善工人劳动条件，提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、通用机械、工程机械、兵器工业和金属结构等行业。

截止2005年，全世界在役工业机械手约为91.4万台，目前我国应用的焊接机械手90%以上是从世界各知名机械手厂家生产的，主要应用在汽车制造业。

预计未来几年，国内企业对于焊机机械手的需求量将以30%以上的速度增长[3]。

1.2国内外机械手的研究现状目前，我国正在有组织、有计划地开展机械手、尤其是工业机械手的研究。

现在，我国从事机械手研发的单位有200多加，专业从事机械手产业开发的企业有50家以上。

“九五”期间，国家“863”高技术计划已将多家企业立为机械手产业化基地。

此外，一些科研院所和大学也均在进行机械手技术及应用项目方面的研发工作。

五自由度桌面级多功能机械臂设计一、机械臂的结构和工作原理五自由度桌面级多功能机械臂通常由基座、臂段、关节和末端执行器等部分组成。

基座通常用来支撑整个机械臂，臂段则是机械臂的主要结构部分，关节可以使机械臂进行柔性的动作，末端执行器则是进行各种操作的工具。

机械臂的工作原理主要是通过控制各个关节的运动来实现机械臂的运动，实现各种任务的完成。

二、机械臂的设计要点1. 结构设计：五自由度桌面级多功能机械臂的结构设计需要考虑机械臂的稳定性、承载能力和灵活性。

机械臂的结构设计还需要考虑材料的选择、连接方式等因素，以保证机械臂在工作过程中能够稳定可靠地进行各种动作。

2. 关节设计：机械臂的关节设计是关键的部分，关节需要能够进行灵活的转动，并且能够承受机械臂的重量。

关节的设计也需要考虑到控制的精准度和速度，以保证机械臂在工作过程中能够准确地完成各种任务。

3. 控制系统设计：五自由度桌面级多功能机械臂的控制系统设计是机械臂设计中至关重要的一部分。

控制系统需要能够实现对各个关节的精确控制，并且需要具备一定的智能化能力，以便机械臂能够自主地完成一些复杂的任务。

4. 末端执行器设计：末端执行器是机械臂进行各种操作的工具，如抓取、搬运等。

末端执行器的设计需要考虑到不同的操作需求，比如需要设计不同的夹具、传感器等，以适应不同的任务需求。

三、机械臂的应用领域五自由度桌面级多功能机械臂设计广泛应用于各种领域，比如工业生产、医疗、科研等。

在工业生产中，机械臂可以完成装配、搬运、焊接等任务，提高生产效率和产品质量。

在医疗领域，机械臂可以用于手术、康复等工作，实现精确的操作和治疗。

在科研领域，机械臂可以用于实验室操作、科学研究等，为科研人员提供便利。

四、结语五自由度桌面级多功能机械臂设计是一项具有挑战性的工作，需要综合考虑结构、关节、控制系统和末端执行器等多个因素。

机械臂的设计也需要根据具体的应用场景进行定制，以保证机械臂能够最大限度地发挥其作用。

焊接机器人总体设计此次设计的目的是设计一台焊接机器人，本文主要对焊接机器人的机械结构系统部分进行研究、设计和分析。

1 焊接机器人总体设计的思路设计机器人大体上可分为两个阶段：（1）系统分析阶段1）根据焊接机器人系统索要实现的目标，明确所采用机器人的目的和任务；2）分析机器人所在系统的工作环境；3) 根据焊接机器人的工作要求和工作环境，基本上确定机器人的功能和方案。

例如机器人的自由度、信息的存储量、计算机功能、承受力矩、动作精度的要求、容许的运动范围、静动载荷以及对温度、震动等环境的适应性。

（2）技术设计阶段1）根据系统的要求来确定机器人的自由度和允许的空间工作范围，选择机器人的坐标形式和工作方式；2）拟订机器人的运动路线和空间作业图；3）确定驱动系统的类型；4）选择各部件的具体结构以及尺寸，进行机器人总装图的设计与装配；5）绘制机器人的零件图，并确定尺寸。

2 焊接机器人自由度和坐标系的选择机器人的运动自由度是指各机器人系统运动部件在三维空间就是固定坐标系所具有的独立运动数，对于每一个构件来讲，它有几个运动坐标就说明其有几个自由度。

各运动部件和机构自由度的总和就是机器人的自由度数。

机器人的手部要像人手一样灵活的完成各种动作是比较困难的，因为人的手是由手指、掌、腕、臂等19个关节组成，共有27个自由度。

而生产实践过程中没有必要需要机器人的手有这么多的自由度一般为3-6个（不包括手部）此次设计的焊接机器人为4自由度，四个自由度分别为：腕部的回转；小臂部分的伸缩；大臂部分的回转；大臂部分的伸缩。

按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。

由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标式。

相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆、动的自由度。

工业实践机器人的结构形式主要有直角坐标型结构、圆柱坐标型结构、球坐标型结构、关节型结构四种。

焊接机器人总体设计1.引言焊接机器人是一种能够自动进行焊接操作的机器人，广泛应用于制造业领域。

本文将介绍焊接机器人的总体设计，包括机器人的结构、动力系统、控制系统等方面的设计内容。

2.结构设计焊接机器人的结构设计是保证机器人能够完成焊接操作的基础。

机器人通常由机器人臂、焊接设备、控制系统等组成。

2.1机器人臂设计机器人臂是焊接机器人的核心部件，它负责完成焊接工作。

机器人臂通常采用多自由度结构，可以实现灵活的运动和定位。

机器人臂的设计应考虑以下几个方面：-负载能力：机器人臂需要能够携带和操作焊接设备及焊接工件，因此需要具备足够的负载能力。

-工作空间：机器人臂应具有足够大的工作空间，以满足各种焊接工件的要求。

-精度和稳定性：焊接过程需要高度精确和稳定的操作，因此机器人臂需要具备较高的精度和稳定性。

-防护措施：考虑到焊接过程中可能产生的火花和烟尘，机器人臂应具备相应的防护措施，以保证工作环境的安全。

2.2焊接设备设计焊接设备是焊接机器人实现焊接操作的具体工具，包括焊接枪、电源、焊接材料等。

焊接设备的设计应具备以下要求：-适应性：焊接设备应能够适应不同焊接工艺和工件材料的要求。

-控制性：焊接设备应具备良好的控制性能，能够满足焊接过程中的各种需求。

-耐用性：焊接设备需要具备较高的耐用性，能够适应连续和长时间的焊接操作。

-安全性：焊接设备应具备相应的安全措施，以防止潜在的火灾和电击等危险。

2.3控制系统设计焊接机器人的控制系统是实现焊接机器人操作的关键。

控制系统包括硬件和软件两部分。

硬件方面，焊接机器人的控制系统通常包括控制器、传感器等。

控制器负责对焊接机器人进行控制和调度，传感器主要用于采集焊接过程中的数据和信息。

软件方面，焊接机器人的控制系统应包含相应的控制算法和程序，以实现机器人臂的运动、焊接设备的控制等功能。

同时，控制系统应具备良好的人机交互界面，以方便操作员进行操作和管理。

3.动力系统设计焊接机器人的动力系统是保证机器人能够正常工作的基础。