單鑫

摘要：隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中廣為應(yīng)用，其中自動(dòng)化機(jī)械臂就是當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的一種設(shè)備。因此本文針對(duì)焊接機(jī)械臂現(xiàn)階段的發(fā)展情況展開(kāi)了研究，主要對(duì)現(xiàn)階段焊接機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵部件的強(qiáng)度展開(kāi)了研究，進(jìn)一步保障工業(yè)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的合理性，以供參考。

關(guān)鍵詞：焊接機(jī)械臂;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);關(guān)鍵部件

科技的發(fā)展和進(jìn)步推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型和改革，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提高了我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的效率，工業(yè)機(jī)器人成為了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中重要的幫手。工業(yè)機(jī)器人具有較高的靈活性和智能化水平，能夠完成大量的重復(fù)性工作，同時(shí)在運(yùn)行上也能夠保障獨(dú)立性，因此在工業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮了很重要的作用。在當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中所應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中，焊接機(jī)械臂是重要的組成部分，這種工業(yè)機(jī)器人能夠在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下完成大量的工作，降低了人力的負(fù)擔(dān)，同時(shí)還能夠提升工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，保障生產(chǎn)人員的安全性，獲得了廣泛應(yīng)用，因此針對(duì)焊接機(jī)械臂在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及重要部件的強(qiáng)度方面展開(kāi)研究十分必要。

我國(guó)焊接機(jī)械臂發(fā)展現(xiàn)狀

焊接機(jī)械臂的重要性

焊接機(jī)械臂主要應(yīng)用于焊接工作當(dāng)中，相較于傳統(tǒng)的人力焊接工作，機(jī)械臂焊接的精確度更高，同時(shí)不會(huì)受到工作狀態(tài)的影響，工作失誤少，同時(shí)工作效率高。在進(jìn)行焊接施工的過(guò)程中，焊接機(jī)械臂面臨的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)更低，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，能夠在節(jié)約工作成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。此外，相較于人工焊接，操控焊接機(jī)械臂對(duì)于工作人員的工作強(qiáng)度、工作壓力以及操作難度等的要求更低，因此相較于人力焊接，采用焊接機(jī)械臂要更加適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的背景。我國(guó)對(duì)于焊接機(jī)械臂的研究歷史已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年，自上世紀(jì)八十年代，我國(guó)就已經(jīng)針對(duì)焊接機(jī)械臂展開(kāi)了研究，因此很多焊接機(jī)械臂產(chǎn)品已經(jīng)在當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。在當(dāng)前我國(guó)的生產(chǎn)建設(shè)當(dāng)中，自動(dòng)化焊接技術(shù)已經(jīng)在汽車零件、土木工程、電子產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。據(jù)相關(guān)調(diào)研表明，當(dāng)今世界范圍內(nèi)，應(yīng)用于工業(yè)制造和工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)械已經(jīng)超過(guò)了一百萬(wàn)臺(tái)，其中焊接機(jī)械臂是重要的組成部分，已經(jīng)占所有焊接機(jī)器人數(shù)量的百分之三十五以上。

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

在世界范圍內(nèi)來(lái)看，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的起步較晚，發(fā)展時(shí)間十分有限，國(guó)外在相關(guān)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)，相關(guān)技術(shù)日趨成熟。因此相對(duì)而言，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展會(huì)存在一定的問(wèn)題，相較于國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)還存在一定的差距。在當(dāng)前的工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是就應(yīng)用水平來(lái)看，在世界范圍內(nèi)，還是美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家比較好，而我國(guó)在相關(guān)技術(shù)的研究方面起步較晚，同時(shí)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引入、消化到自主研發(fā)等工作的發(fā)展經(jīng)歷了非常曲折的過(guò)程。因此，從總體情況來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人在當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用水平仍舊十分有限，但是在制作成本上，工業(yè)機(jī)器人普遍制作成本較高，穩(wěn)定性卻較差，當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用的工業(yè)化機(jī)器人當(dāng)中，很多都存在極強(qiáng)的不穩(wěn)定性，這也是我國(guó)在這方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在差距的地方。當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)所需要的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量巨大，但是我國(guó)的研發(fā)水平卻還有限，就導(dǎo)致我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)所需要的工業(yè)機(jī)器人有90%以上是需要從國(guó)外進(jìn)口的。因此對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人研發(fā)工作來(lái)說(shuō)，研究工業(yè)機(jī)器人制造的關(guān)鍵技術(shù)是十分重要的，同時(shí)在研究過(guò)程中還需要注意結(jié)合我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特殊情況，提高工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的可靠性。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度、定位精度以及動(dòng)態(tài)特性等的要求都很高，特別是對(duì)于一些關(guān)鍵部位的強(qiáng)度，是工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)時(shí)需要格外注意的事項(xiàng)。

焊接機(jī)械臂的設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵部位強(qiáng)度分析

在現(xiàn)階段我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，空間直焊和焊管焊接是應(yīng)用最為廣泛的焊接技術(shù)，因此在焊接機(jī)械臂的開(kāi)發(fā)過(guò)程中也應(yīng)該著重考慮上述兩種焊接技術(shù)。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，空間直焊技術(shù)和焊接機(jī)械臂的焊接操作能夠應(yīng)用于空間直鋼板焊接和鋼管交叉焊絲。在特殊物體的焊接工藝方面，需要通過(guò)三個(gè)自由度來(lái)確定其空間位置，同時(shí)由于在焊接過(guò)程中，焊槍本身就具有一定的對(duì)稱軸線的功能，因此對(duì)稱軸線的旋轉(zhuǎn)以及任務(wù)執(zhí)行等工作之間不具備關(guān)聯(lián)性。對(duì)于焊槍來(lái)說(shuō)，只需要通過(guò)兩個(gè)自由度就可以確定空間位置，滿足各項(xiàng)操作的要求，因此對(duì)于焊接機(jī)械臂來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)五個(gè)自于都來(lái)完成焊接工作，因此對(duì)于所有的焊接工作都能夠很好的完成，同時(shí)還能夠保障在較高水平下完成相關(guān)工作，提高工作質(zhì)量。

焊接機(jī)械臂的整體組織結(jié)構(gòu)形式十分緊湊，因此不需要占用大量的空間，機(jī)械臂能夠在較小的空間當(dāng)中完成一定的工作，同時(shí)相對(duì)工作空間很大，能夠保障工作完成的質(zhì)量。機(jī)械臂主要有底座、機(jī)械臂、垂直軸等部分組成。其中底座負(fù)責(zé)承擔(dān)整個(gè)機(jī)械臂的穩(wěn)定工作，垂直軸在底座上，機(jī)械臂則設(shè)置在垂直軸上，便于旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。操縱臂在操縱器臂的外側(cè)，可以對(duì)垂直軸進(jìn)行升降，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)械臂的控制。垂直軸當(dāng)中設(shè)置了可以用于旋轉(zhuǎn)的內(nèi)軸，內(nèi)軸與下端的焊槍接頭相連接，用于對(duì)焊槍的控制，進(jìn)而整體上形成了一個(gè)聯(lián)動(dòng)裝置，機(jī)械臂、可以旋轉(zhuǎn)的內(nèi)軸、可以升降的垂直軸以及焊槍頭等部位都通過(guò)獨(dú)立的電機(jī)進(jìn)行控制，因此在整體上具有很高的靈活性，同時(shí)還可以對(duì)不同的部位進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)裝置聯(lián)動(dòng)性以及靈活性的調(diào)整。同時(shí)對(duì)不同部位也可以進(jìn)行單獨(dú)的檢修與維護(hù)，減少故障的影響?？刂破髂軌蝌?qū)動(dòng)每個(gè)電機(jī)控制下的不同位置，便于操作臂架和槍頭運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)作。

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