三自由度焊接机器人机械系统设计说明书+CAD图纸(4)
势必会给支架板造成一定的弯矩，倘若只用一根光杆，则会让丝杠螺母的中心轴线与滚珠丝杠的中心轴线不重合，它们会产生一定的夹角，造成滚珠丝杠的定位精度下降，运动困难甚至卡死，加重磨损，减短滚珠丝杠的使用寿命；而用两根光杆则在滚珠丝杠和光杆间形成了一个稳定的三角形结构，很好得解决了这个问题。
图2-4直角坐标焊接机械手小臂结构
小臂：小臂如上图所示。主要由直线导轨、X轴步进电机等组成。它通过步进电机带动滚珠丝杠副让连接杆沿着滚珠丝杠运动。
第3章 总体布置设计
3.1总体布置的要求
总体布置是结构布局的细化需要具体确定零件之间的相对位置及联系尺寸、运动和动力传递方式及其主要技术参数，并绘制总体布置图。
总体布置的基本要求如下：
1.保证工艺过程的连续和流畅
通常机械系统工作的工艺过程包含多项作业工序，从而，保证工艺过程的连续和流畅是总体布置的最基本要求。
2.降低质心高度、减小偏置
任何机械都应能平衡、稳定地工作，如果机械的质心过高或者偏置过大，则可能因扰力矩增大而造成倾倒或加剧振动。
3.保证精度、刚度，提高抗振性及热稳定性
对于加工设备来说，为了保证被加工工件的精度及所需的性能指标，总体布置时必须充分考虑精度、刚度、抗振性及热稳定性。
4.充分考虑产品系列化和发展
设计机械产品时不仅要注意解决当前存在的问题，还应考虑今后进行产品系列化设计的可能性及产品更新换代的适应性。
5.结构紧凑，层次分明
紧凑的结构不仅可以节省空间，减少零部件，便于安装调试，往往还会带来良好的造型条件。
6.操作、文修、调整方便
为改善操作者的劳动条件，减少操作失误，应力求操作方便舒适。
7.外形美观
机械产品投入市场后给人们的第一直觉印象式外观造型和色彩，它是机械功能、结构、工艺、材料和外观形象的综合表现，是科学性，艺术性与实用性的结合[1]。
3.2总体主要参数的确定
3.2.1尺寸参数的确定
总体设计的尺寸参数主要是指影响机械性能的一些重要尺寸，如总轮廓尺寸（总长、总宽、总高）、特性尺寸（加工范围、中心高度）、主要运动零部件的工作行程，以及表示主要零部件之间位置关系的安装连接尺寸等。尺寸参数常用联系尺寸图示出[1]。
直角坐标机械手的总装图如下：
图3-1直角坐标焊接机械手主视图
图3-2直角坐标焊接机械手俯视图
图3-3直角坐标焊接机器人右视图
总体轮廓尺寸的确定：总体轮廓尺寸如上直角坐标焊接机械手的总装图所示（即图中的总长、总高和总宽），是根据总体技术要求的工作范围，此直角坐标焊接机器人的加工范围为长2m，宽1.5m，高1m，根据以上要求，在满足这台直角坐标焊接机器人的工作范围的同时能满足它最大体积的要求下，这台直角坐标焊接机器人的尺寸参数定为：
总长定为2600mm
总宽定为2446mm
总高定为1460mm
特性尺寸的确定：根据总体技术要求的工作范围，其加工范围就是即是此直角坐标焊接机器人的特性尺寸：
X轴方向工作行程：1500mm
Y轴方向工作行程：2000mm
Z轴方向工作行程：1000mm
因为这个直角坐标焊接机器人每个轴的运动都是靠电机带动丝杠运动的，故为了满足总体技术要求中的工作范围，每个运动轴的丝杠两端都留有20到40的余量。此直角坐标焊接机器人的小臂在生出与收缩的时候会产生一定地偏心距，为了使其在运动的过程中能够平稳，故其小臂与大臂在小臂的正中间固定，这种固定方式还能有效得减小小臂在运动过程产生的偏心距。为了使机械能够平稳、可靠的运动，整个机构的质心不能过高，但是此机构的质心会随着大臂带动小臂的上升和下降而又一定的改变，平均来说，此直角坐标焊接机器人处于整机高度的一半位置一下，能保证机械的运动平稳和可靠。