伸縮臂式焊接操作機(jī)又稱為立柱式焊接操作機(jī)，由立柱、橫臂進(jìn)給機(jī)構(gòu)、橫臂和行走臺(tái)車組成。臺(tái)車上裝有立柱，立柱可繞自身軸線回轉(zhuǎn)，橫臂進(jìn)給機(jī)構(gòu)可沿立柱升降，其內(nèi)裝有可沿水平方向伸縮移動(dòng)的橫臂，埋弧焊機(jī)設(shè)置在橫臂的一端。通過控制橫臂、橫臂進(jìn)給機(jī)構(gòu)、立柱和行走臺(tái)車的位置，可將焊機(jī)送到操作機(jī)動(dòng)作范圍內(nèi)的任何一處地方。由于操作機(jī)的活動(dòng)環(huán)節(jié)較多，除各部件要具有足夠剛性之外，還應(yīng)保證加工裝配的精確度。
(1)最小運(yùn)動(dòng)慣量原則 由于操作機(jī)運(yùn)動(dòng)部件多，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)經(jīng)常改變，必然產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，采用最小運(yùn)動(dòng)慣量原則，可增加操作機(jī)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，提高操作機(jī)動(dòng)力學(xué)特性。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，并注意運(yùn)動(dòng)部件對(duì)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)心配置。
(2)尺度規(guī)劃優(yōu)化原則當(dāng)設(shè)計(jì)要求滿足一定工作空間要求時(shí)，通過尺度優(yōu)化以選定最小的臂桿尺寸，這將有利于操作機(jī)剛度的提高，使運(yùn)動(dòng)慣量進(jìn)一步降低。
(3)高強(qiáng)度材料選用原則 由于操作機(jī)從手腕、小臂、大臂到機(jī)座是依次作為負(fù)載起作用的，選用高強(qiáng)度材料以減輕零部件的質(zhì)量是十分必要的。
(4)剛度設(shè)計(jì)的原則 操作機(jī)設(shè)計(jì)中，剛度是比強(qiáng)度更重要的問題，要使剛度******，必須恰當(dāng)?shù)剡x擇桿件剖面形狀和尺寸，提高支承剛度和接觸剛度，合理地安排作用在臂桿上的力和力矩，盡量減少桿件的彎曲變形。
(5)可靠性原則 機(jī)器人操作機(jī)因機(jī)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)節(jié)較多，可靠性問題顯得尤為重要。一般來說，元器件的可靠性應(yīng)高于部件的可靠性，而部件的可靠性應(yīng)高于整機(jī)的可靠性?？梢酝ㄟ^概率設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出可靠度滿足要求的零件或結(jié)構(gòu)，也可以通過系統(tǒng)可靠性綜合方法評(píng)定操作機(jī)系統(tǒng)的可靠性。
(6)工藝性原則 機(jī)器人操作機(jī)是一種高精度、高集成度的自動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，良好的加工和裝配工藝性是設(shè)計(jì)時(shí)要體現(xiàn)的重要原則之一。僅有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而無良好的工藝性，必然導(dǎo)致操作機(jī)性能的降低和成本的提高。
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