伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)和旋轉(zhuǎn)減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計(jì)-總體設(shè)計(jì)和旋轉(zhuǎn)減速器設(shè)計(jì)摘要焊接變位機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是焊接變位機(jī)方案設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，而焊接變位機(jī)運(yùn)動(dòng)自由度的確定是其前提條件。焊接變位機(jī)的關(guān)鍵是對(duì)變位機(jī)進(jìn)行最佳位置焊接所需要的運(yùn)動(dòng)自由度的設(shè)計(jì)，如平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。伸臂式焊接變位機(jī)是將工件回轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)，以便使工件上的焊縫置于水平和船形位置的機(jī)械裝置。伸臂式焊接變位機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一種焊接變位機(jī)，載重量一般不超過(guò)1噸。伸臂式焊接變位機(jī)的主體部分是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、底座。本設(shè)計(jì)主要論述了焊接變位機(jī)械的組成，工作原理，重點(diǎn)講述了其中的旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)，二級(jí)蝸桿蝸輪減速器的傳動(dòng)，起到減速和工

2、作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的效果。包括了電機(jī)的選擇，鍵的選擇，軸承的選擇等，還有帶輪傳動(dòng)的計(jì)算，蝸輪蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算，蝸桿軸的校核，軸承的校核等一系列設(shè)計(jì)計(jì)算。焊接變位機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)最佳位置的焊接過(guò)程、提高工作效率、降低疲勞強(qiáng)度并達(dá)到良好的焊縫成型。關(guān)鍵詞：焊接變位機(jī)械；帶傳動(dòng)；蝸輪蝸桿傳動(dòng)；減速器AbstractThe design of the moving system of the welding positioner is the core content of the scheme design,but the system depends on the moving freedoms certa

3、inty.The key part of the design of the welding positioner is the design of the moving freedom, according to the best welding position.The main parts of the welding positioner include overturning machinery, circumgyrating machinery and the base.The arm-extending welding posioner is used most widely ,

4、the load is less than one ton.The arm-extending welding positioner is the machine which makes the workpiece circumgyrate and overturn to make the welding line on the workpiece park the level direction and cymbate position. The welding positioners makeup and operating principle make up of the paper ,

5、which disserates the design of the turning gear of the machine .The belt driving and two stage worm wheel retarder make the turning gear realize the mans anticipating speed.The use of the techogenerator which will feed back the instant speed to the generator and then the controller will adjust the s

6、peed makes sure of the high welding line quality.Welding positioner is in favor of the welding process to achieve the best possible position,improving efficiency,reducing the fatigue strength,and forming a good weld. Key words:welding posioner,belt drive,worm drive,reducer目錄摘要IABSTRACTII目錄III前言1第1章

7、緒論21.1課題研究現(xiàn)狀及意義21.2焊接變位機(jī)械概述21.3 論文主要研究?jī)?nèi)容4第2章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)62.1.電動(dòng)機(jī)的選擇62.2.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6第3章 旋轉(zhuǎn)減速器設(shè)計(jì)103.1傳動(dòng)比的分配103.2二級(jí)蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)103.3蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核183.4軸承的選擇及校核233.5鍵的選擇及校核28第4章 焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)314.1 伸臂梁的設(shè)計(jì)計(jì)算：314.2底座和箱體的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)32結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致謝35附件136附件246前言隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，焊接作為一種金屬連接的工藝方法。在金屬結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中已基本取代了鉚接連接工藝。許多傳統(tǒng)的鑄鍛制品也有焊接制品或鑄

8、-焊，鍛-焊制品所代替。焊接結(jié)構(gòu)廣泛用于是由于化工工業(yè)重型與礦山機(jī)械，起重與運(yùn)輸設(shè)備，汽車與船舶制造，航空航天技術(shù)，建筑結(jié)構(gòu)與國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域中。許多產(chǎn)品，例如大型的超高壓容器，除采用焊接工藝外，難以設(shè)想有更好的方法。在先進(jìn)的工業(yè)國(guó)中，焊接產(chǎn)品的用鋼量已達(dá)到總用鋼量的43%以上，為了制造如此龐大的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，需建立大量專門(mén)制造焊接結(jié)構(gòu)的工廠，而其中焊接變位機(jī)則是滿足其焊接工藝的重要基礎(chǔ)。本次論文主要介紹0.5t 伸臂式旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)及其裝配，重點(diǎn)介紹其中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其組裝，由于作者水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，錯(cuò)誤再所難免，還請(qǐng)讀者朋友們批評(píng)指正。 第1章 緒論1.1課題研究現(xiàn)狀及意義國(guó)

9、外大型結(jié)構(gòu)件的焊接一般應(yīng)用機(jī)械手，從國(guó)內(nèi)目前的工藝現(xiàn)狀及設(shè)備投入情況，完全用焊接機(jī)器人代替手工焊接作業(yè)條件還不成熟。但是如果沒(méi)有焊接變位機(jī)，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件內(nèi)的一些立焊縫、仰焊縫等單純靠人工調(diào)整至容易焊接的平焊或船焊位置是不可能的。工人無(wú)法按焊接工藝執(zhí)行，焊接質(zhì)量也無(wú)法保證。再者，工程機(jī)械大部分結(jié)構(gòu)件很不規(guī)則，如裝載機(jī)的前車架、挖掘機(jī)的大臂等類工件，焊縫復(fù)雜，外形大且重量較重，靠行車或其它吊裝設(shè)備人工翻轉(zhuǎn)，不僅頻繁占用吊裝設(shè)備，焊接效率低，而且現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范，存在一定的安全隱患。因此，近年來(lái)人工焊接變位機(jī)得到國(guó)內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)的廣泛共識(shí)，都在加大這方面的投入。 本次論文處于對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行

10、的一次綜合性的梳理及應(yīng)用，對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行的一次較為實(shí)質(zhì)性的鍛煉。1.2焊接變位機(jī)械概述隨著焊接產(chǎn)品在國(guó)防工業(yè)，船舶運(yùn)輸，機(jī)械化工中的廣泛使用，對(duì)焊接產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的手工定位已不能夠滿足其精度要求，焊接變位機(jī)械便應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生使用，近幾年并隨著控制理論的成熟發(fā)展，將其運(yùn)用到其機(jī)械當(dāng)中，發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。 焊接變位機(jī)械的結(jié)構(gòu)及使用特點(diǎn)通常焊接變位機(jī)械可分為變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)、滾輪架、升降機(jī)等四大類：一、變位機(jī)是通過(guò)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使工件所有焊縫處于最理想的位置進(jìn)行焊接，使焊縫質(zhì)量的提高有了可靠的保證，它是焊接各種軸類、盤(pán)類、筒體等回轉(zhuǎn)體零件的理想設(shè)備，同時(shí)也可用來(lái)焊接機(jī)架、

11、機(jī)座、機(jī)殼等非長(zhǎng)形工件。選用變位機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）應(yīng)根據(jù)工件的質(zhì)量、固定在工作臺(tái)上的工件重心至臺(tái)面的重心高度、重心偏心距來(lái)選用適當(dāng)噸位的變位機(jī)。（2）要在變位機(jī)上焊接圓形焊縫時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件直徑與焊接速度計(jì)算出工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度；如變位機(jī)僅用于工件的變位，工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度及傾翻速度應(yīng)根據(jù)工件的幾何尺寸及重量選擇，對(duì)大型、重型工件速度應(yīng)慢些。（3）工作臺(tái)的傾翻速度一般是不能調(diào)節(jié)的，如在傾翻時(shí)要進(jìn)行焊接工作，應(yīng)對(duì)變位機(jī)提出特殊要求。（4）工作臺(tái)應(yīng)有聯(lián)接焊接地線的位置，且不受工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的影響。不允許將焊接地線接在變位機(jī)機(jī)架上，從而使焊接電流通過(guò)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)零件。（5）批量生產(chǎn)定型工件時(shí)，可選用具有

12、程序控制性能的變位機(jī)。（6）變位機(jī)只能使工件回轉(zhuǎn)、翻動(dòng)，要使焊接過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)械化，還應(yīng)考慮用相應(yīng)的焊接操作機(jī)械。二、翻轉(zhuǎn)機(jī)是將工件繞水平軸翻轉(zhuǎn)，使之處于有利施焊位置的機(jī)械，適用于梁、柱、框架、橢圓容器等長(zhǎng)形工件的裝配焊接。焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)種類繁多，常見(jiàn)的有頭架式、頭尾架式、框架式、轉(zhuǎn)環(huán)式、鏈條式及油壓千斤頂式。（1）頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī) 這種翻轉(zhuǎn)機(jī)由主動(dòng)的頭架及從動(dòng)的尾架組成，它們之間的距離可根據(jù)所支撐的工件長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。當(dāng)工作較重時(shí)應(yīng)考慮將頭尾架固定在基礎(chǔ)上，防止傾倒。頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī)的缺點(diǎn)是工件由兩端支承，翻轉(zhuǎn)時(shí)頭架端要施加扭轉(zhuǎn)力，因而不適用于剛性小，易撓曲的工件；另外，當(dāng)設(shè)備安裝不當(dāng)，頭尾架的兩根樞軸不

13、在同一軸線上時(shí)，工件會(huì)受到過(guò)大的扭轉(zhuǎn)力矩使翻轉(zhuǎn)困難，甚至造成工件扭壞或樞軸因發(fā)生超負(fù)荷而扭斷。對(duì)于短工件可以不考慮兩端支撐，可僅將工件固定在頭架上進(jìn)行反轉(zhuǎn)，而不用尾架。（2）框架式翻轉(zhuǎn)機(jī) 用一根橫梁連接在頭尾架的樞軸上或工作臺(tái)上，可構(gòu)成框架式翻轉(zhuǎn)機(jī)。工作時(shí)工件固定在橫梁上有橫梁帶動(dòng)工件一起翻轉(zhuǎn)。為減小驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)使橫梁工件合成的縱向重心線盡可能與樞軸的軸線相重合。（3）轉(zhuǎn)環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī) 這類翻轉(zhuǎn)機(jī)使用于長(zhǎng)度和重量均較大，截面又多變化的工件翻轉(zhuǎn)。（4）液壓千斤頂式翻轉(zhuǎn)機(jī) 液壓千斤頂式翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，載重量大，通常用于將工件作的翻轉(zhuǎn)。三、滾輪架是借助焊件與主動(dòng)滾輪間的摩擦力帶動(dòng)圓筒形焊件旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置

14、。主要應(yīng)用于回轉(zhuǎn)體工件的裝配與焊接，其載重可從幾十千克到千噸以上。按其結(jié)構(gòu)形式可分為三大類： 1、自調(diào)式滾輪架 2、長(zhǎng)軸式焊接滾輪架。 3、組合式焊接滾輪架。四、升降機(jī)是用來(lái)將工人及裝備升降到所需的高度的裝置，主要用于高大焊件的手工焊和半自動(dòng)焊及裝配作業(yè)。其主要結(jié)構(gòu)形式有： 1、管結(jié)構(gòu)肘臂式。 2、管筒肘臂式。 3、板結(jié)構(gòu)肘臂式。 4、立柱式。 焊接變位機(jī)械的工作原理焊接變位機(jī)械主要為焊接工藝提供合適的工作焊點(diǎn)，其具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出一定的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)帶輪一次減速后，然后經(jīng)過(guò)二級(jí)蝸輪蝸桿減速器兩次減速，最后由回轉(zhuǎn)主軸，經(jīng)過(guò)工作臺(tái)輸出焊件所需要的焊接速度，以期達(dá)到所需

15、要的焊縫要求；傾斜機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)工件在空間上的傾斜，本次論文所要研究的是傾斜機(jī)構(gòu)空間四十五度范圍內(nèi)的傾斜，其具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程：整個(gè)傾斜機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出一定的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)帶輪一次減速后，然后經(jīng)過(guò)二級(jí)蝸輪蝸桿減速器兩次減速，最后其輸出軸與錐角四十五度的伸臂梁相連接，伸臂梁與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)在空間上的四十五度傾斜。底座在整個(gè)機(jī)械工作過(guò)程中起到抗振，平衡的作用。1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容本次論文從整體上對(duì)焊接變位機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，它包括焊接機(jī)械當(dāng)中的傾斜機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及底座的總體設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)機(jī)械當(dāng)中的旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)描述：包括電動(dòng)機(jī)的選擇，二級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)，帶輪及其傳

16、動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算，箱體的設(shè)計(jì)等。第2章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.1.電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選擇三相電動(dòng)機(jī)Y8014，其相關(guān)數(shù)據(jù)如下：額定轉(zhuǎn)速額定功率2.2.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 驗(yàn)算帶速根據(jù)資料1式8-13計(jì)算帶的速度 （2-3）帶速不宜過(guò)高或過(guò)低， （2-4）故帶速合適。 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑由可得 （2-5）其中為大小帶輪之間的傳動(dòng)比。故取帶輪直徑。（4）確定中心距，并選擇帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 結(jié)合資料1式,初定中心距。 計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng) （2-6）帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，根

17、據(jù)由資料1表8-2選取，可得。 計(jì)算中心距及其變動(dòng)范圍:傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為 （2-7）考慮到帶輪的制造誤差,帶長(zhǎng)誤差，帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，常給出中心距的變動(dòng)范圍。（5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （2-8）故滿足小帶輪的包角條件。（6）確定帶的根數(shù)Z.帶的根數(shù) （2-9）式中：當(dāng)包角不等于180度時(shí)的修正系數(shù)，參見(jiàn)資料1表8-2；當(dāng)帶長(zhǎng)不等于試驗(yàn)所規(guī)定的特定帶長(zhǎng)時(shí)的修正系數(shù)參見(jiàn)資料1表8-2。 （7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值()由資料1表8-3得Z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以 （2-10）應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。（8）計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為 （2-11）（9）帶輪選材大帶

18、輪的材料為，小帶輪的材料為Q235-A?；鶞?zhǔn)直徑，由于安裝帶輪的軸徑為20mm。故帶輪可采用腹板式（圖2-1）。圖2-1 腹板式帶輪第3章 旋轉(zhuǎn)減速器設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)比的分配由電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶輪傳動(dòng)后，輸出功率為0.55Kw，輸出速度，故總傳動(dòng)比，初分高低速級(jí)傳動(dòng)比分配為，確定高速級(jí)傳動(dòng)比，低速級(jí)傳動(dòng)比。3.2二級(jí)蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)高速級(jí)蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)輸入功率為，電機(jī)轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比為，輸出轉(zhuǎn)速設(shè)使用壽命為四年每年工作300d，每天工作8h，JC=40%。（1）選擇傳動(dòng)的類型，精度等級(jí)和材料考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用ZA蝸桿傳動(dòng)，精度8CGB100891988，其示意圖見(jiàn)圖3-1。圖3-1 高速級(jí)

19、蝸桿傳動(dòng)示意圖蝸桿用35CrMo，表面淬火，硬度為4550HRC；表面粗糙度1.6。蝸輪選用20Cr。（2）選用蝸桿蝸輪的齒數(shù)傳動(dòng)比參考資料2表16.5-5，取，（3）確定許用應(yīng)力 （3-1）由資料2表16.5-14查得=220N/，按圖16.5-2查得，由圖16.5-3，采用浸油潤(rùn)滑，得。輪齒應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （3-2）查資料2圖16.5-4得，。 （3-3） （3-4）（4）接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （3-5）式中：載荷系數(shù)K=1.2。蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩 （3-6）（式中暫?。４肷鲜?945 （3-7）查資料2表16.5-4，接近于=945的是1000，相應(yīng)m=5mm，=50mm。查表16.5-6，按i=3

20、0，m=5mm，=50mm，其a=100mm，蝸輪分度圓直徑，導(dǎo)程角。（5）求蝸輪的圓周速度，并校核效率實(shí)際傳動(dòng)比蝸輪的圓周速度 （3-8）滑動(dòng)速度 （3-9）求傳動(dòng)的效率，按式中：由資料2表16.5-16查得；取。則 （3-10）與暫取值0.75接近。（6）校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度按資料2表16.5-10，齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 （3-11）式中：查資料2表16.5-11得=155；按表16.5-12取=0.9（間歇工作）；取=1.1；取=1.1。蝸輪傳遞的實(shí)際轉(zhuǎn)矩 （3-12）當(dāng)時(shí)，查資料2圖16.5-4得。 （3-13）將上述諸值，代入公式（3-14）（7）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度校核按資料2表1

21、6.5-10，齒根彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式 （3-15）式中：按及，查圖16.5-18得=3.34將上述諸值，代入公式 （3-16）（8）選取蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑方法根據(jù)蝸輪蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度，載荷類型為重型載荷，故可采用油池潤(rùn)滑。（9）高速級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)熱平衡計(jì)算校核及其選用冷卻裝置 （3-17）式中:周圍空氣的溫度，常溫情況下可取20C；蝸桿蝸輪的傳動(dòng)效率,；箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取=(8.1517.45)，當(dāng)周圍空氣流動(dòng)良好時(shí)可取偏大值。這里??；輸入功率，。由于,其中80為臨界溫度，故在通風(fēng)良好的情況下，不需要加散熱裝置。（10）幾何尺寸計(jì)算已知：a=100mm，。取=50mm。低速級(jí)蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)經(jīng)高

22、速級(jí)傳動(dòng)后輸入功率為，輸入軸轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)速設(shè)使用壽命為四年每年工作300d，每天工作8h，JC=40%。（1）選擇傳動(dòng)的類型，精度等級(jí)和材料考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用ZA蝸桿傳動(dòng)，精度8 c GB100891988，其示意圖見(jiàn)圖3-2。圖3-2 低速級(jí)蝸桿傳動(dòng)示意圖蝸桿用35CrMo，表面淬火，硬度為4550HRC；表面粗糙度1.6。蝸輪選用HT200鑄造。（2）選用蝸桿蝸輪的齒數(shù)傳動(dòng)比參考資料2表16.5-5，取，。（3）確定許用應(yīng)力 （3-18）由資料2表16.5-14查得=220N/，。按圖16.5-2查得，由圖16.5-3知，采用浸油潤(rùn)滑，得。輪齒應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （3-19）查

23、資料2圖16.5-4得， （3-20） （3-21）（4）接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （3-22）式中：載荷系數(shù)K=1.2。蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩 （3-23）（式中暫?。４肷鲜?8662 （3-24）查資料2表16.5-4，接近于=8662的是9000，相應(yīng)m=10mm，=90mm。查表16.5-6，按i=31，m=10mm，=90mm，其a=200mm，蝸輪分度圓直徑，導(dǎo)程角。（5）求蝸輪的圓周速度，并校核效率蝸輪的圓周速度 （3-25）滑動(dòng)速度 （3-26）求傳動(dòng)的效率，按式中：由表16.5-16查得；取。則 （3-27）（6）校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度按資料2表16.5-10，齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 （3-2

24、8）式中：查資料2表16.5-11得=155；按資料2表16.5-12取=0.9（間歇工作）；取=1.1；取=1.1。蝸輪傳遞的實(shí)際轉(zhuǎn)矩 （3-29）當(dāng)時(shí)，查資料2圖16.5-4得。 （3-30）將上述諸值，代入公式 （3-31）（7）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度校核按資料2表16.5-10，齒根彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式 （3-32）式中：按及，查圖16.5-18得=2.54。將上述諸值，代入公式 （3-33）（8）選取蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑方法根據(jù)蝸輪蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度，載荷類型為重型載荷，故可采用油池潤(rùn)滑。（9）高速級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)熱平衡計(jì)算校核及其選用冷卻裝置 （3-34）式中:周圍空氣的溫度，常溫情況下可取20C；

25、蝸桿蝸輪的傳動(dòng)效率,；箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取:，當(dāng)周圍空氣流動(dòng)良好時(shí)可取偏大值。這里??；輸入功率，；由于,其中80為臨界溫度，故在通風(fēng)良好的情況下，不需要加散熱裝置。（10）幾何尺寸計(jì)算已知：a=200mm，。取=100mm。3.3蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核（1）利用已知條件求蝸桿上的功率，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T（2）初步估算直徑選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由資料2表19.1-1查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：根據(jù)表19.3-1公式初步計(jì)算軸徑，由于材料為45鋼，由資料2表19.3-2，選取A=115，則得 （3-35）因最小直徑顯然是帶輪的內(nèi)徑，所選的軸徑與帶輪的內(nèi)徑相適應(yīng)，故最小軸徑為20mm。（3）

26、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核1）擬定裝配方案見(jiàn)圖3-3圖3-3 軸裝配尺寸方案圖2）根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足帶輪的軸向定位要求軸段f處有一定位軸肩，故軸g-f的直徑為20mm，軸長(zhǎng)為40mm。 初步確定滾動(dòng)軸承，因此軸為蝸桿軸，應(yīng)考慮軸向力，從而選用能承受軸向力的單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，確定選用32006型軸承，其尺寸為，所以軸e-f直徑為30mm，而長(zhǎng)度為50mm。 因軸段c-d為蝸桿輪齒部分，其分度圓直徑為50mm，全齒寬為50mm，考慮與其配合的蝸輪外圓直徑為170mm，取軸b-e的軸徑為36mm，長(zhǎng)度為210mm。 軸a-b長(zhǎng)度為軸承寬度，故軸長(zhǎng)度為17

27、mm，軸徑為30mm。3）軸向零件的周向定位帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按查資料3可得平鍵截面尺寸，鍵長(zhǎng)30mm，采用公差配合為H7/k6，滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處軸的直徑公差為m6。4）確定軸上倒角軸上倒角為。5）求軸上的載荷 做出軸的簡(jiǎn)圖，在確定軸的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從資料2中查取軸承壓力中心偏離值，因此，作為簡(jiǎn)支梁的支撐跨距為317mm。 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 （3-36）蝸桿所受的圓周力 （3-37）蝸桿所受的徑向力（3-38）蝸桿所受的軸向力 （3-39）帶輪的切向力 （3-40）式中：Z為V帶的根數(shù)；為單根V帶的初拉力最小值；為帶輪上的包角。 求支反力1）在水平平

28、面的支反力，由由得2）在垂直平面內(nèi)的支反力， （3-41）6）作彎矩圖和扭矩圖 在水平平面的彎矩圖 在垂直平面內(nèi)的彎矩圖 合成彎矩計(jì)算： （3-42） （3-43）作彎扭矩圖見(jiàn)圖3-4圖3-4 彎扭矩圖7）軸的強(qiáng)度校核確定危險(xiǎn)截面截面e處彎矩最大，屬危險(xiǎn)截面，現(xiàn)對(duì)e截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度取，軸的計(jì)算應(yīng)力 （3-44）又因軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊(cè)得軸的強(qiáng)度符合要求。3.4軸承的選擇及校核對(duì)低速級(jí)蝸桿軸軸承進(jìn)行選擇校核由資料2選單列圓錐滾子軸承的型號(hào)33110可知：基本額定動(dòng)載荷為；基本額定靜載荷為；內(nèi)徑為；外徑為；計(jì)算系數(shù)為。將受力其簡(jiǎn)化為力學(xué)模型見(jiàn)下圖3-5。

29、（1）根據(jù)靜力學(xué)公式可求得軸承處的水平及豎直方向得力：其中:圖3-5 軸承受力力學(xué)模型B,E處所受總的力大小為： （3-45） （3-46）（2）求兩軸承的計(jì)算軸向力：由派生的軸向力 （3-47） （3-48）軸向受力分析如下圖3-6：圖3-6 軸承軸向受力圖可見(jiàn)B軸承壓緊，E軸承放松。兩軸承軸向力分別是：（3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 （3-49） （3-50）由資料1表13-15分別查表和插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。對(duì)于軸承B：；對(duì)于軸承E：。由資料1表13-6，取。 （3-51） （3-52）按照軸承B的受力大小及壽命進(jìn)行校核： （3-53）可知滿足其壽命要求。 對(duì)高速級(jí)軸軸承進(jìn)行校

30、核根據(jù)資料2選單列圓錐滾子軸承的型號(hào)32006可知：基本額定動(dòng)載荷為；基本額定靜載荷為；內(nèi)徑為；外徑為；計(jì)算系數(shù)為。將受力其簡(jiǎn)化為力學(xué)模型見(jiàn)圖3-7。圖3-7 軸承受力力學(xué)模型（1）根據(jù)靜力學(xué)公式可求得軸承處的水平及豎直方向的力其中：A，B 處所受總的力大小為：（2）求兩軸承的計(jì)算軸向力由派生的軸向力軸向受力分析如下圖3-8。圖3-8 軸承軸向受力圖可見(jiàn)A軸承壓緊，B軸承放松。兩軸承軸向力分別是：（3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 （3-54） （3-55）由資料1表13-15分別查表和插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。對(duì)于軸承B：；對(duì)于軸承A：。由資料1表13-6，取。 （3-56） （3-57）

31、按照軸承A的受力大小及壽命進(jìn)行校核： （3-58）可知滿足其壽命要求。3.5鍵的選擇及校核大帶輪處的鍵選擇及校核根據(jù)資料3由帶輪處的直徑選擇鍵，其型號(hào)GB1096 -79(90)，相關(guān)尺寸：分別校核鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度（1）擠壓強(qiáng)度根據(jù)公式： （3-59）式中：輸入轉(zhuǎn)矩；軸直徑，；鍵與輪轂的接觸高度，；鍵的工作長(zhǎng)度，。故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。（2）剪切強(qiáng)度根據(jù)公式： （3-60）式中：軸直徑,；鍵的工作長(zhǎng)度；輸入扭矩；鍵的寬度，。故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。低速級(jí)渦輪軸上的鍵選擇及校核根據(jù)資料3由軸徑選擇鍵，其型號(hào)為GB1096 -79(90) ，其相關(guān)尺寸：分別校核鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度（

32、1）擠壓強(qiáng)度根據(jù)公式： （3-61）式中：輸入轉(zhuǎn)矩；軸直徑,；鍵與輪轂的接觸高度，；鍵的工作長(zhǎng)度，。 （3-62）故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。（2）校核其剪切強(qiáng)度根據(jù)公式： （3-63）式中：軸直徑,；鍵的工作長(zhǎng)度；輸入轉(zhuǎn)矩；鍵的寬度，。故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。第4章 焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)4.1 伸臂梁的設(shè)計(jì)計(jì)算整個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的重量，載重，機(jī)身重，則：。由工作情況可知，臂梁所承受的最大彎矩發(fā)生在當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處于水平位置時(shí)，整個(gè)臂梁可視作懸臂梁，其力學(xué)模型簡(jiǎn)化如下圖4-1：圖4-1 伸臂梁力學(xué)模型則計(jì)算其相關(guān)力有：， （4-1） （4-2） （4-3） （4-4） （4-5） （4-6）當(dāng)時(shí)，這里取

33、。4.2底座和箱體的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)底座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是強(qiáng)度和抗振性能；當(dāng)同時(shí)用作滑道時(shí)，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對(duì)具體的機(jī)械，還應(yīng)滿足特殊的要求，并力求具有良好的工藝性。底座和箱體的結(jié)構(gòu)尺寸和大小，決定于安裝在它的內(nèi)部或外部的零件和部件的形狀和尺寸及其相互配置，受力與運(yùn)動(dòng)情況等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使所裝的零件和部件便于裝拆與操作。底座和箱體的一些結(jié)構(gòu)和尺寸，如壁厚，凸緣寬度，肋板厚度等，對(duì)機(jī)座和箱體的工作能力，材料消耗，質(zhì)量和成本，均有重大的影響。但是由于這些部位的形狀不規(guī)則和應(yīng)力的分布復(fù)雜性，基本上按照經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或比照現(xiàn)用的類似機(jī)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而略去強(qiáng)度和剛度

34、等的分析與校核。此次論文設(shè)計(jì)采用的機(jī)座和箱體的設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式和比照的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)論本論文全面介紹了伸臂式焊接變位機(jī)械的綜合設(shè)計(jì)，包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，傾斜機(jī)構(gòu)及底座等幾部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和傾斜機(jī)構(gòu)的減速器均采用二級(jí)蝸輪蝸桿減速器，從而得到了較低而又平穩(wěn)的工作轉(zhuǎn)速，在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中測(cè)速發(fā)電機(jī)的使用將其工作臺(tái)的速度及時(shí)反饋到電動(dòng)機(jī)的控制裝置，進(jìn)而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以適應(yīng)工作臺(tái)的速度，將其穩(wěn)定在某個(gè)范圍內(nèi)，保證其焊縫質(zhì)量。參考文獻(xiàn)1 濮良貴,紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)M.北京:高等教育出版社,2006.2 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版3)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.3 朱龍根. 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手

35、冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.4 周壽森. 焊接機(jī)構(gòu)生產(chǎn)及裝備M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.5 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì),焊接學(xué)會(huì). 焊接手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.6 焦馥杰. 焊接結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)M.上海:上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1991.7 曾樂(lè). 焊接工程學(xué)M.北京:新時(shí)代出版社,1986.8 沈世瑤. 焊接方法及設(shè)備M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982.9 上海船舶工業(yè)設(shè)計(jì)研究院,機(jī)械工業(yè)部第五設(shè)計(jì)研究院,北京船舶工程第五設(shè)計(jì)研究所. 焊接設(shè)備選用手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1984.10 美國(guó)焊接學(xué)會(huì),韓鴻碩,張桂清. 焊接新技術(shù)M.北京:宇航出版社,1981.11

36、薛迪目. 焊接概論M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.12 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.13 劉鴻文. 材料力學(xué)M.北京:高等教育出版社,2006.14 張海根. 機(jī)電傳動(dòng)控制M.北京:高等教育出版社,2001.15 陳于萍,周兆元. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.16 李慶芬,朱世范,陳其廉. 機(jī)電工程專業(yè)英語(yǔ)M.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2007.17 Dimarogonas,A.D. Machine DesignM.John Wiley & Sons,2000.18 Cross,N. Engineering Design Met

37、hodsM.John Wiley & Sons,2000.致謝本次論文是在終結(jié)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的情況下進(jìn)行的，力求對(duì)大學(xué)之所學(xué)能夠來(lái)一次集中鞏固及其創(chuàng)新利用。它涵蓋面很廣，涉及了機(jī)械的所有內(nèi)容，是培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才的一次綜合訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)論文的選材，開(kāi)題，構(gòu)思，設(shè)計(jì)等一系列的訓(xùn)練，相信自己對(duì)設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在計(jì)算能力，英文文獻(xiàn)閱讀翻譯，查找相關(guān)信息等多種能力得到了一次深刻的鍛煉，在整個(gè)過(guò)程中，可以說(shuō)完成了工程師基本訓(xùn)練和逐步具有從事科學(xué)研究的工作能力，受益匪淺，相信對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作會(huì)有很大幫助。論文是在劉琨明老師及其院里老師的悉心幫助，指導(dǎo)下完成的，在此給予衷心的感謝！附件1外文資料翻譯外文資

38、料翻譯1關(guān)于焊接遙控操作遙控機(jī)器人系統(tǒng)的多模態(tài)人機(jī)交互界面李海超，高洪明，吳林，張廣軍摘要在焊接遙控操作遙控機(jī)器人系統(tǒng)中，人機(jī)界面是提高生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率的一個(gè)最重要的因素，該論文提出了關(guān)于焊接遙控操作系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)：焊接多模態(tài)人機(jī)界面。人機(jī)界面綜合幾個(gè)共同控制的控制模式，電教、遠(yuǎn)程監(jiān)控和地方自主控制?？臻g鼠標(biāo)，全景攝像頭和圖形仿真系統(tǒng)還融入了焊接遙控操作的人機(jī)界面最后，焊縫跟蹤和焊接實(shí)驗(yàn)的馬蹄形焊縫都是由這些模式分別控制，結(jié)果表明，該系統(tǒng)在人機(jī)交互和復(fù)雜環(huán)境的焊接時(shí)具有更好的性能。關(guān)鍵詞：多模態(tài)界面，控制模式，遙控機(jī)器人系統(tǒng)，焊接遙控操作0 緒論遠(yuǎn)程遙控焊接吸引了很多關(guān)注的核電廠，水下工程

39、施工焊接遙控系統(tǒng)由人類操作員(HO)，人機(jī)交互界面(HMI)，焊接遙控操作機(jī)器人系統(tǒng)和通信連接裝置。一般來(lái)說(shuō)，HMI對(duì)HO來(lái)說(shuō)是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)界面。目前，遙控機(jī)器人的HMI有以下問(wèn)題：信息反饋的系統(tǒng)狀態(tài)是不夠的； HO的信息無(wú)法正確預(yù)計(jì)到偏遠(yuǎn)焊接環(huán)境；高級(jí)別接口如虛擬的不能提高系統(tǒng)效率多模態(tài)界面利用HO采用多通道并行互動(dòng)，這是基于視覺(jué)再現(xiàn)，聲音識(shí)別, 手動(dòng)命令輸入，視覺(jué)反饋和圖形仿真技術(shù)，制圖仿真技術(shù)。 Zaatri 提出的概念，多式聯(lián)運(yùn)執(zhí)行者界面，早期的遙控焊接研究在遠(yuǎn)端環(huán)境信息反饋上停留在宏觀的二維視覺(jué)反饋上。如加拿大Douglus Point核電站的核反應(yīng)堆泄漏事故中進(jìn)行的修補(bǔ)工作。此工

40、程中使用雙機(jī)械臂遠(yuǎn)程遙控焊接修補(bǔ)泄漏處，負(fù)責(zé)任務(wù)執(zhí)行的機(jī)械臂一個(gè)裝載焊槍，另一個(gè)載有7臺(tái)攝像機(jī)從不同的視角進(jìn)行監(jiān)控_2 J。宏觀視頻監(jiān)控只能反饋二維視覺(jué)信息，操作者不能獲得深度信息，由于有多個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，操作者在操作遠(yuǎn)端的機(jī)器人時(shí)，易“迷失自我”，不易掌握攝像機(jī)、焊槍、工件三者之間的位姿關(guān)系，不易控制焊槍的移動(dòng)軌跡和姿態(tài)調(diào)整，增大了操作難度，易與環(huán)境發(fā)生碰撞。一般來(lái)說(shuō)，在機(jī)器人遙操作領(lǐng)域發(fā)展了視覺(jué)臨場(chǎng)感技術(shù)，其核心是立體視覺(jué)顯示技術(shù)，通過(guò)兩幅不同角度的圖像進(jìn)行交替顯示的方法來(lái)獲得遠(yuǎn)端環(huán)境的深度感覺(jué)，立體視覺(jué)顯示技術(shù)在焊縫跟蹤中具有重要作用。焊接操作中，操作者的注意力集中在電弧周圍的一個(gè)小區(qū)域

41、中，視覺(jué)空間沿著焊接方向隨著焊槍一起移動(dòng)，立體視覺(jué)在此過(guò)程中提供給操作者具有深度感的信息，操作者可以隨時(shí)調(diào)整焊槍的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)與跟蹤焊縫的橫向偏差，保持一定適當(dāng)速度導(dǎo)引焊槍跟蹤焊縫，控制過(guò)程更加直觀有效，防止工具與環(huán)境發(fā)生碰撞。焊接機(jī)器人遙操作系統(tǒng)要求具有較高的軌跡跟蹤精度和焊接過(guò)程中的平穩(wěn)性。在開(kāi)發(fā)焊接機(jī)器人遙操作系統(tǒng)時(shí)，合理的控制方法和控制策略能夠提高操作的靈活性。本文在焊接機(jī)器人柔性加工單元的基礎(chǔ)上進(jìn)行深層次改造，采用我們自行開(kāi)發(fā)的基于頁(yè)面交換模式的桌面式立體視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)端的焊接環(huán)境進(jìn)行顯示，空間鼠標(biāo)作為手控器直接對(duì)遠(yuǎn)端的焊接機(jī)器人進(jìn)行控制，提高了手動(dòng)跟蹤焊縫的精度，對(duì)于角焊縫、對(duì)接焊縫和空

42、間曲線焊縫都能夠滿足手動(dòng)調(diào)整和跟蹤的要求。通過(guò)基于立體視覺(jué)的遙控示教方法進(jìn)行機(jī)器人軌跡規(guī)劃，最后，焊接實(shí)驗(yàn)和焊縫跟蹤對(duì)人機(jī)界面的性能測(cè)試。1 焊接多模態(tài)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)1.1一般方案焊接遙控系統(tǒng)的實(shí)施是由接口在遠(yuǎn)程站點(diǎn)的焊接機(jī)器人控制軟件，視頻顯示系統(tǒng)，視覺(jué)傳感系統(tǒng)，圖形仿真系統(tǒng)，手控制器和通信連接裝置組成。在立體圖像顯示系統(tǒng)中，為了保證兩幅具有視差的左右眼視圖是在同一時(shí)刻，對(duì)同一場(chǎng)景采集到的，要求用來(lái)采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息的一對(duì)2D攝像機(jī)具有外同步觸發(fā)功能。具有該功能的攝像機(jī)每次采集一幀圖像時(shí)，都需要外部同步電平信號(hào)的觸發(fā)，否則處于等待狀態(tài)。通常的做法是用一路視頻信號(hào)作為外同步信號(hào)來(lái)觸發(fā)另一路攝像

43、機(jī)。在本系統(tǒng)中，利用左攝像機(jī)觸發(fā)右攝像機(jī)。具體做法是把從左攝像機(jī)采集到的視頻信號(hào)輸入到視頻分配器，在輸出端把一路視頻信號(hào)直接輸入到圖像采集卡，另選一路視頻信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)去觸發(fā)右眼攝像機(jī)。這樣，每當(dāng)左攝像機(jī)采集一幀圖像，就觸發(fā)右攝像機(jī)同時(shí)采集，從而保證左右攝像機(jī)采集到的圖像是同時(shí)刻采集的。1.2焊接結(jié)構(gòu)的多模態(tài)人機(jī)界面人機(jī)界面的功能結(jié)構(gòu)包括以下五個(gè)模塊：參數(shù)設(shè)置，控制模式設(shè)置，手動(dòng)控制輸入，系統(tǒng)狀態(tài)顯示和視頻顯示。根據(jù)不同的人機(jī)交互水平，焊接遙控分為手動(dòng)控制、共同控制，交互控制，監(jiān)督控制和自主控制在遙控焊接任務(wù)，控制策略可以看作是某種控制模式或幾個(gè)相結(jié)合的互動(dòng)控制模式。在遠(yuǎn)程焊接時(shí)，有效的控制

44、模式是手動(dòng)控制，遠(yuǎn)程和監(jiān)督的基礎(chǔ)上控制圖形環(huán)境和自主控制。圖1中顯示主要界面，其中包括三個(gè)觀點(diǎn)：查看任務(wù)、控制期和視頻顯示，理想的控制模式和命令都可以通過(guò)鼠標(biāo)選擇。手動(dòng)控制可連續(xù)生成命令，許多對(duì)話和彈出式菜單可以援引相結(jié)合并利用所有功能?？刂泼罘謩e傳送到真正的機(jī)器人和傳感器系統(tǒng)圖形仿真系統(tǒng)。每個(gè)選定的模式調(diào)用一個(gè)彈出式菜單，可讓操作者修正參數(shù)和況人機(jī)合作，策劃開(kāi)發(fā)了控制模式翻譯和命令解釋。當(dāng)它作用時(shí)，用戶操作空間鼠標(biāo)遙控鼠標(biāo)的圖形環(huán)境。這個(gè)圖形環(huán)境得到機(jī)器人狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)聯(lián)合值控制虛擬機(jī)器人。圖1主窗口焊接多模態(tài)人機(jī)界面2系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)在地方網(wǎng)站，物理結(jié)構(gòu)由全景視頻監(jiān)控，立體視頻顯示，圖形工

45、作站，監(jiān)督的計(jì)算機(jī)和空間鼠標(biāo)組成。在遠(yuǎn)程站點(diǎn)，這些組件的激光視覺(jué)傳感器，數(shù)碼變焦的攝像頭，雙眼立體攝影機(jī)，機(jī)器人控制器和TIG焊槍。通信連接裝置是基于TCP/IP協(xié)議和客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)模型。在機(jī)器人控制器工程斷絕在監(jiān)管系統(tǒng)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行SG1工作站的圖形系統(tǒng)。在六自由度和氬弧焊焊接機(jī)器人的焊接動(dòng)議。3人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)3.1激光視覺(jué)傳感的遠(yuǎn)程協(xié)助如果焊縫是不規(guī)則或間斷。激光視覺(jué)傳感不能用于自主控制。然而，提取的特征點(diǎn)可用于聯(lián)合激光視覺(jué)傳感器的遠(yuǎn)程焊接路徑遠(yuǎn)程包括三個(gè)階段：制定焊縫類型、掃描聯(lián)合剖面和處理信息、教學(xué)焊接路徑。在人機(jī)界面的教參數(shù)設(shè)置，如焊接速度，插值模式和弧線位

46、置，然后傳送的人機(jī)界面的聯(lián)合數(shù)據(jù)信號(hào)控制器。目前的位置和構(gòu)成發(fā)送到人機(jī)界面，并將它記錄在一個(gè)文件中。最后，整個(gè)焊接路徑是下載到遠(yuǎn)程控制器3.2共同控制共同控制意味著機(jī)器人自由度的自主控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，視覺(jué)傳感器的工程作為自主路徑規(guī)劃參加的焊槍位置與空間鼠標(biāo)。人機(jī)界面進(jìn)行共享控制由是自由度分區(qū)和自由度融合這兩種方法（1）自由度融合方法和是規(guī)模因素，是速度的手動(dòng)控制，是驅(qū)動(dòng)器載體的自主控制。（2）自由度分區(qū)方法是自由度組成部分手動(dòng)控制命令；是自由度組成部分視覺(jué)傳感器自主命令；焊槍末端的驅(qū)動(dòng)矩陣T可用得到。關(guān)節(jié)角度和在下次循環(huán)的機(jī)械臂伺服可以通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解決。因此，驅(qū)動(dòng)器載體的空間鼠標(biāo)V和驅(qū)動(dòng)器

47、載體D是相同的位置和焊槍的樣式。3.3虛擬環(huán)境的計(jì)劃和控制圖4顯示了進(jìn)程螺旋焊縫跟蹤和遙控焊接現(xiàn)場(chǎng)，在虛擬環(huán)境中，各功能模塊可以觀察手動(dòng)控制模塊通信模塊和虛擬環(huán)境標(biāo)定模塊的研制焊接環(huán)境。這些觀點(diǎn)在焊接路徑規(guī)劃可以執(zhí)行的研制焊接環(huán)境中也可以看到。因?yàn)檫@個(gè)錯(cuò)誤的虛擬環(huán)境校準(zhǔn)約2毫米。圖2虛擬環(huán)境的計(jì)劃和控制 圖3實(shí)驗(yàn)過(guò)程4 試驗(yàn)結(jié)果遙控焊接任務(wù)可分為若干子和不同的控制模式，用于執(zhí)行特定的焊接，遠(yuǎn)程操作簡(jiǎn)便，并能彌補(bǔ)機(jī)械手的錯(cuò)誤。當(dāng)障礙存在，焊槍是調(diào)整共享控制。實(shí)驗(yàn)提出馬蹄形曲線焊縫遠(yuǎn)程協(xié)助激光視覺(jué)傳感器的表現(xiàn)，圖3顯示中工作過(guò)程，接頭工件的直徑是200毫米和100毫米，自動(dòng)變焦數(shù)碼攝像機(jī)和2眼立體

48、視頻被用作視覺(jué)裝置，觀察環(huán)境和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。由人機(jī)界面之間的執(zhí)行者，記錄特征點(diǎn)。焊接路徑文件發(fā)送到虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)的人機(jī)界面。5 結(jié)論本文介紹的是先進(jìn)的多模態(tài)焊接遙系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)和實(shí)施。操作員參加了不同層次的控制系統(tǒng)與人機(jī)界面的相互作用，人機(jī)界面結(jié)合全球決策能力的執(zhí)行者和焊接機(jī)器人系統(tǒng)的自主能力，由于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的特殊性，焊接任務(wù)可由遠(yuǎn)程監(jiān)控基于虛擬環(huán)境和自主控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人機(jī)界面可以有效顯示系統(tǒng)和環(huán)境的信息，它也增強(qiáng)了系統(tǒng)的性能和靈活性。外文資料翻譯2激光熔透焊接時(shí)工件上及焊縫內(nèi)光致等離子體體的特性段愛(ài)琴，陳俐，鞏水利摘要：在此論文中，用一個(gè)高速攝像機(jī)和一個(gè)光學(xué)放射監(jiān)視器來(lái)探究激光熔透焊接

49、不銹鋼時(shí)光致等離子體的特性。透過(guò)光致等離子體光學(xué)發(fā)散的結(jié)果顯示其存在兩個(gè)特有頻段，它們分別是100-500HZ和1500-3500HZ。與此同時(shí)，光致等離子體和熔池的不斷變化的圖像也顯示了其存在兩個(gè)不穩(wěn)定的頻率段。其中一個(gè)不穩(wěn)定的頻段顯示出焊縫內(nèi)光致等離子體的特性，它處于167-500HZ之間，另一個(gè)不穩(wěn)定的頻段則位于1500-3500HZ之間，這顯然是由保護(hù)氣體引起的。某些因素可能會(huì)導(dǎo)致焊縫等離子和保護(hù)氣體等離子之間頻率的差異，其中的一個(gè)原因就是焊縫內(nèi)光致等離子體的壓力會(huì)慢慢地增長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：激光焊接，光致等離子體，焊縫，頻段0 序言如今，激光焊接 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如航空航天零部件的激光焊接 。然而，由于特殊的應(yīng)用環(huán)境它需要更高的焊接質(zhì)量。尤其是，保證長(zhǎng)焊縫或復(fù)雜的部件的焊接質(zhì)量被證明是很難的，因?yàn)?/p>