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江苏城市职业学院五年制（高职）

毕业设计论文

设计课题： 焊接机械手设计

学 校：江苏城市职业学院（常熟办学点） 年 级： 2009级 专 业： 机电一体化 姓 名： 曹胜 学 号： 0921010113

指导老师： 杜建峰 职 称： 讲师

2013年12月

摘 要

本次设计是焊接机械手设计，在设计过程中，要求我们运用机电的知识完成，其设计的内容主要包括，机械手中大臂的设计，电气系统设计等内容。

此次设计的焊接机械手实际是五自由度的关节机器人。采用步进电机驱动、微机控制，结构紧凑，工作范围大，动作灵活，不仅用于弧焊作业，还可用于搬运和装配作业。

弧焊机器人在通用机械、金属结构等许多行业中得到广泛运用。弧焊机器人是包括各种电弧焊附属装置在内的柔性焊接系统，而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机，因而对其性能有着特殊的要求。在弧焊作业中，焊枪应跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊缝。因此运动过程中速度的稳定性和轨迹精度是两项重要指标。一般情况下，焊接速度约取5-50mm/s，轨迹精度约为±（0.2-0.5）mm。

电气系统的设计就是运用机电传动的知识，即PLC系统进行控制，PLC控制系统有西门子系统，欧姆龙系统等。

关键词：焊接 机械手 PLC

目 录

前 言 ....................................................................................................... 1 第一章 焊接机械手的总体方案设计 ...................................................... 2

1.1 焊接机器人的主要组成................................................................................. 2

1.2 焊接机器人大臂的设计................................................................................. 3

1.2.1 大臂的工作方式.................................................................................... 3 1.2.2 大臂电动机的选择................................................................................ 3 1.2.3 大臂上谐波齿轮传动的设计................................................................ 4 1.3 焊接机器人末端执行器的设计..................................................................... 6

第二章 PLC系统设计 .............................................................................. 9

2.1电气设备概述.................................................................................................. 9

2.1.1电气控制的变压系统部分设计............................................................. 9 2.1.2电气控制的部分设计............................................................................. 9 2.2 PLC的应用.................................................................................................... 11

2.2.1 梯形图的设计...................................................................................... 11 2.2.2 用功能表图表示控制过程.................................................................. 13 2.2.3 I/O分配表与配线图 ............................................................................ 14 2.2.4 写出梯形图.......................................................................................... 16

小 结 ......................................................................................................... 19 致 谢 ......................................................................................................... 20 参考文献 ................................................................................................... 21