汽车轮胎装配机器人系统设计(附件)【字数：10019】
摘 要装配作为产品生产的后续工序,在制造业中占有着重要的地位,消耗了大量的人力物力,所以为了节约装配时间，实现装配的自动化，装配机器人应运而生。本次设计主要内容为本论文中通过控制液压系统来控制末端执行器的位置，然后由电动扳手旋紧轮胎螺母。让其能够实现轮胎的搬运及螺栓的拧紧工作。计算出机器人的本体尺寸，并选择合适的液压缸驱动。对轮胎装配机械手的手爪进行分析设计，并完成该机器人的装配图和零件图的绘制。最后针对该机器人的控制要求设计一个合理的控制方案。本课题中设计的汽车轮胎装配机器人实现了将轮胎的搬运及装配在一个机械手上完成工作的功能。减小了在装配线上占用的空间，降低了对人力的要求，提高了汽车装配的效率。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2汽车轮胎简介 1
1.3装配机器人的国内外发展现状 2
第二章 总体方案设计 3
第三章 手臂部分设计 5
3.1臂部整体设计 5
3.2手臂伸缩驱动力计算 5
3.2.1 手臂摩擦力的计算 5
3.2.2手臂密封处的摩擦阻力的计算 6
3.2.3手臂惯性力的计算 6
3.3手臂伸缩油缸的设计 7
3.3.1确定液压缸的结构尺寸 7
3.3.2液压缸外径的设计 8
3.3.3活塞杆的设计校核 8
3.3.4 油缸端盖的设计 9
第四章 机身部分设计 11
4.1 机身的整体设计 11
4.2回转机构的设计 11
4.2.1回转缸驱动力矩的计算 11
4.2.2 回转缸尺寸参数的确定 12
4.3机身升降机构的设计 14
4.3.1手臂重力矩的计算 14
4.3.2升降油缸驱动力的计算 14
4.3.3升降缸尺寸参数的确定 15
第五章 机械手爪的机械结构设计 17
5.1搬运手爪的设计 17
5.2螺母安装机构的设计 18
5.3螺栓拧紧机构拧紧 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
原理 19
第六章 液压系统设计 20
6.1方案拟定 20
6.1.1制定调速方案 20
6.1.2制定压力控制方案 20
6.1.3选择液压动力源 20
6.1.4绘制液压系统图 20
6.2液压元件的计算和选择 21
6.2.1液压泵 21
6.2.2确定油箱容量 22
6.2.3液压元件的选择 22
第七章 控制系统设计 23
7.1控制方案设计 23
7.1.1位置检测 23
7.1.2压力检测 23
7.1.3拧紧头的控制 23
7.2控制流程 24
7.3控制器的选择 25
7.4确定PLC容量 25
7.4.1确定系统的输入点数 25
7.4.2确定系统的输出点数 25
7.4.3扩展模块的确定 25
7.5 I/O分配 26
7.6 PLC控制梯形图 27
结束语 29
致 谢 30
参考文献 32
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
如今，现代汽车的生产技术得到快速提升，装配机器人在汽车的生产装配线上的出现频率越来越高，以装配机器人作为重中之重，出现了一种综合系统，这种系统的使用能够适应各种装配工作。作为生产产品的后续工作，装配对于生产制造尤为重要，消耗许多的人力、物力与财力，而为了解决资源消耗量大的问题，装配机器人作为一种新型技术应运而生，除了完成它的主要动作即将对应的零件装配组合之外，它也能够实现一些其他的功能，如运输，搬运，安置和检测工作。
即使装配机器人在使用的过程中，仍然会产生各种各样的问题，装配机器人的发展仍然有着巨大的潜力，对制造业装配有着非常重要的意义。而随着人们生活质量的提高，汽车的使用也越来越广泛。汽车的生产速度也受到了很大的重视，而装配作为其中尤为重要的一部分，更需要得到生产商的关注。因此装配机器人的发展就很自然，解决了资源消耗占有比例大的问题，大大节约了劳动成本，提高了生产效率，加快了工业自动化的进程。
1.2汽车轮胎简介
汽车轮胎是一种使用了橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品。汽车轮胎外形如图11。轮胎的制造，综合使用了机械与化学。橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面；帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷；钢丝经合股、包胶后成型为胎圈；最后将所有半成品通过成型机组合成胎坯，在硫化机中制成轮胎成品。
图11汽车轮胎外形 图12轮胎技术参数
轮胎是有内外胎和垫带组成的。而随着轮胎制造业的发展，也出现了一些无内胎的轮胎，这种轮胎胎体内层的橡胶层需要有很好的密封性，并且使用特有的轮辋。如图12。
当轮胎进行充气之后，为了能够正常使用，必须进行调整，需要使用到平衡器。在汽车的高速行驶中，即使是很小的失衡也会造成振动，所以所有的车轮都要调整平衡。一般会把平衡锤安置于轮辋法兰上，铝制车轮有时也会置于轮辋内侧。
安装轮胎的过程中，要保证轮胎不碰到车体，也不能突出车体，轮胎的安装要由冲击式动力扳手或扭力扳手完成。轮胎装好后，在行驶一段距离后，需要对螺母做进一步的紧固。
1.3装配机器人的国内外发展现状
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2汽车轮胎简介 1
1.3装配机器人的国内外发展现状 2
第二章 总体方案设计 3
第三章 手臂部分设计 5
3.1臂部整体设计 5
3.2手臂伸缩驱动力计算 5
3.2.1 手臂摩擦力的计算 5
3.2.2手臂密封处的摩擦阻力的计算 6
3.2.3手臂惯性力的计算 6
3.3手臂伸缩油缸的设计 7
3.3.1确定液压缸的结构尺寸 7
3.3.2液压缸外径的设计 8
3.3.3活塞杆的设计校核 8
3.3.4 油缸端盖的设计 9
第四章 机身部分设计 11
4.1 机身的整体设计 11
4.2回转机构的设计 11
4.2.1回转缸驱动力矩的计算 11
4.2.2 回转缸尺寸参数的确定 12
4.3机身升降机构的设计 14
4.3.1手臂重力矩的计算 14
4.3.2升降油缸驱动力的计算 14
4.3.3升降缸尺寸参数的确定 15
第五章 机械手爪的机械结构设计 17
5.1搬运手爪的设计 17
5.2螺母安装机构的设计 18
5.3螺栓拧紧机构拧紧 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
原理 19
第六章 液压系统设计 20
6.1方案拟定 20
6.1.1制定调速方案 20
6.1.2制定压力控制方案 20
6.1.3选择液压动力源 20
6.1.4绘制液压系统图 20
6.2液压元件的计算和选择 21
6.2.1液压泵 21
6.2.2确定油箱容量 22
6.2.3液压元件的选择 22
第七章 控制系统设计 23
7.1控制方案设计 23
7.1.1位置检测 23
7.1.2压力检测 23
7.1.3拧紧头的控制 23
7.2控制流程 24
7.3控制器的选择 25
7.4确定PLC容量 25
7.4.1确定系统的输入点数 25
7.4.2确定系统的输出点数 25
7.4.3扩展模块的确定 25
7.5 I/O分配 26
7.6 PLC控制梯形图 27
结束语 29
致 谢 30
参考文献 32
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
如今，现代汽车的生产技术得到快速提升，装配机器人在汽车的生产装配线上的出现频率越来越高，以装配机器人作为重中之重，出现了一种综合系统，这种系统的使用能够适应各种装配工作。作为生产产品的后续工作，装配对于生产制造尤为重要，消耗许多的人力、物力与财力，而为了解决资源消耗量大的问题，装配机器人作为一种新型技术应运而生，除了完成它的主要动作即将对应的零件装配组合之外，它也能够实现一些其他的功能，如运输，搬运，安置和检测工作。
即使装配机器人在使用的过程中，仍然会产生各种各样的问题，装配机器人的发展仍然有着巨大的潜力，对制造业装配有着非常重要的意义。而随着人们生活质量的提高，汽车的使用也越来越广泛。汽车的生产速度也受到了很大的重视，而装配作为其中尤为重要的一部分，更需要得到生产商的关注。因此装配机器人的发展就很自然，解决了资源消耗占有比例大的问题，大大节约了劳动成本，提高了生产效率，加快了工业自动化的进程。
1.2汽车轮胎简介
汽车轮胎是一种使用了橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品。汽车轮胎外形如图11。轮胎的制造，综合使用了机械与化学。橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面；帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷；钢丝经合股、包胶后成型为胎圈；最后将所有半成品通过成型机组合成胎坯，在硫化机中制成轮胎成品。
图11汽车轮胎外形 图12轮胎技术参数
轮胎是有内外胎和垫带组成的。而随着轮胎制造业的发展，也出现了一些无内胎的轮胎，这种轮胎胎体内层的橡胶层需要有很好的密封性，并且使用特有的轮辋。如图12。
当轮胎进行充气之后，为了能够正常使用，必须进行调整，需要使用到平衡器。在汽车的高速行驶中，即使是很小的失衡也会造成振动，所以所有的车轮都要调整平衡。一般会把平衡锤安置于轮辋法兰上，铝制车轮有时也会置于轮辋内侧。
安装轮胎的过程中，要保证轮胎不碰到车体，也不能突出车体，轮胎的安装要由冲击式动力扳手或扭力扳手完成。轮胎装好后，在行驶一段距离后，需要对螺母做进一步的紧固。
1.3装配机器人的国内外发展现状
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