1、装订线毕业设计（论文）报告纸毕 业 设 计课 题 名 称基于库卡机器人的升降移动式平台液压传动部分设计分 院/专 业 机械工程学院/机械制造与自动化班 级机自1011学 号1001433136学 生 姓 名陈 挺指导教师：李海萍 2013年6月3日 I装订线基于库卡机器人的移动升降平台液压传动部分设计摘 要库卡机器人凭借PC BASED控制系统，使其能在Windows界面下操作，拥有编程简单、可远程操控等优点，从而被广泛运用于汽车、医药等行业。但目前的库卡机器人绝大多数是地面固定式安装，空间位置受到限制，无法满足位置变更的需求。为扩大库卡机器人的工作范围，提高其工作效率，增大它的使用领域。本论
2、文试着设计一种适用于库卡机器人的升降移动式安装平台，使得库卡机器人在保证它原有的功能基础上，还添加移动和升降的功能。让库卡机器人能实现一台机器多个区域使用，减少企业资金投入、解决大型零件移动困难的问题、提升库卡机器人的工作高度及范围。 该移动升降平台主要包括：移动底盘、旋转车身、升降支柱以及外伸变位机构。关键词：库卡机器人，升降平台，液压传动 Abstract KUKA Robot with PC BASED control system, the Windows interface with the operation, simple programming, remote control
3、etc, which has been widely used in automobile, medicine, etc. But the current KUKA Robot most is ground stationary installation, space position is restricted, cannot satisfy the needs of the position change.For increasing the KUKA Robot scope of work, improve the work efficiency, increase its use th
4、e field. This paper try to design a suitable for KUKA Robot lifting mobile installation platform, makes the KUKA Robot in guarantee its original function basis, also add the function of moving and lifting. Let the KUKA Robot can realize cross area to work. The mobile lifting platform mainly include:
5、 mobile chassis, rotary body, lifting pillar and overhanging modified gear.Keywords: KUKA Robot . Lifting platform窗体顶端 , Hydraulic drive窗体底端目 录第1章 绪论11.1 本课题的目的和意义11.2 本课题现有技术情况分析21.3 本课题应解决的主要问题及技术要求2第2章 明确液压系统的设计要求32.1 升降平台主机结构与执行机构的布置32.2主机的动作与执行元件动作、顺序31）直进直退：42）前进、后退时转向：43）原地转向 方式一：44）原地转向 方式二：
6、45) 车身支起：56) 车身放下：57) 车轮翘起：58）车身回转：59）机器人变位：510）平台上升与下降：52.3主机各液压执行元件动作间的要求52.3.1执行元件的单独运动要求：52.3.2执行元件的协调运动要求：62.4液压执行元件的动作时间与速度要求62.5主机主要参数：72.6工作性能方面的要求：7第3章 系统负载分析和负载图的编制83.1支腿油缸的负载分析：83.1.1支腿油缸水平状态负载分析83.1.2支腿完全支起状态负载分析：93.1.3 支腿完全翘起状态负载分析：93.1.5 负载图：103.2变位油缸的负载分析：103.3主油缸的负载分析：113.4转向油缸的负载分析：
7、123.5前进液压马达的负载分析：123.5.1前进液压马达的功率分析：123.5.2前进液压马达的转速分析：133.5.2前进液压马达的转矩分析：133.6转向液压马达的负载分析：133.6.1转向液压马达的转数分析：133.6.2转向液压马达的功率分析：143.6.3转向液压马达的转矩分析：14第4章 确定液压缸的参数154.1支腿油缸的参数确定154.1.1支腿油缸的工作压力154.1.2支腿油缸的尺寸154.1.3计算支腿油缸工作过程中各阶段的压力、流量和功率164.2转向油缸的参数确定174.2.1转向油缸的工作压力174.2.2转向油缸的尺寸174.2.3计算转向油缸工作过程中各阶
8、段的压力、流量和功率174.3变位油缸的参数确定184.3.1变位油缸的工作压力184.3.2变位油缸的尺寸184.3.3计算变位油缸工作过程中各阶段的压力、流量和功率194.4主油缸的参数确定194.4.1主油缸的工作压力194.4.2主油缸的尺寸194.4.3计算主油缸工作过程中各阶段的压力、流量和功率21第五章 拟定液压系统方案225.1支腿油缸系统分析225.1.1 调速回路的选择225.1.2 换向回路的选择225.1.3 压力控制回路的选择225.2转向油缸系统分析225.2.1 调速回路的选择225.2.2 换向回路的选择235.2.3 压力控制回路的选择235.3主油缸系统分析
9、235.3.1调速回路的选择235.3.2换向回路的选择235.3.3压力控制回路的选择235.4变位油缸系统分析235.4.1 调速回路的选择235.4.2 换向回路的选择245.4.3 压力控制回路的选择245.5前进液压马达系统分析245.5.1 调速回路的选择245.5.2 换向回路的选择245.5.3 压力控制回路的选择245.6转向液压马达系统分析245.6.1 调速回路与换向回路的选择245.6.2 压力控制回路的选择255.7系统总图分析255.7.1 系统的分离与整合255.7.2 系统与系统间的相互关系255.7.3 系统管路快组的整合与分离26第6章 计算和选择液压元件2
10、76.1液压泵与电机的计算和选用276.1.1 主系统小泵与电机的计算和选用276.1.2 主系统大泵与电机的计算和选用286.1.3 变位油缸系统泵与电机的计算和选用286.2液压阀的选用和设计296.2.1溢流阀的选用296.2.2流量阀的选用296.2.3换向阀的选用306.3液压辅件的选用306.3.1蓄能器的选用蓄能器的有效容积计算306.3.2冷却器的选用306.3.3油箱的选用316.4液压元件型号规格表31第7章 液压系统的性能验算34第8章 绘制液压系统工作图、编制技术文件34第9章 技术创新359.1创新思维一359.2创新思维二36致谢38主要参考文献39附 录：39 V
11、装订线 基于库卡机器人的移动升降平台液压传动部分设计第1章 绪论1.1 本课题的目的和意义库卡机器人的优点显著：铝合金机器人本体、高速动态模型优化设计，使其加速性能比普通机器人高出25%；控制系统内置标准的工业计算机，采用熟悉的WINDOWS操作系统；6D运动鼠标，使得运动控制更加快捷；库卡机器人的平均无故障间隔时间长达7万小时。库卡不仅有稳定先进的硬件，更有方便实用的专家应用软件，例如在焊接与切割方面，有弧焊功能包，多层多道焊接软件，电弧跟踪、激光跟踪、接触寻位、仿真、软PLC等功能软件，这些软件使操作界面友好简便，节省部分硬件的投资。就目前市场上的库卡机器人而言，它的安装平台主要有两种，一
12、种是地面安装，一种是龙门吊安装。这两种安装平台，都限制了库卡机器人的空间移动，使库卡机器人只能在同一地点完成一系列指定任务，而对于同一任务或不同两个任务之间的位置跨度大于库卡机器人手臂工作范围时，就得采取如下措施：第一，添加物料输送机构，比如传送带、行车等；第二，在两个工位都添加库卡机器人。这两种问题解决方法，在现代汽车、制药、冶金领域被广泛应用。然而对于一些特殊行业、特殊地点，这些方法就存在局限性。主要的新问题如下：首先，针对添加物料输送机构的方式。当产品体积过大且不便于运输时，挪动物料而选择库卡机器人静置的工业生产方式是吃力不讨好，举例：对于机器人焊接组装飞机的案例来讲，挪动飞机选择机器人
13、不动的方式是愚蠢之极。其次，针对使用多台库卡机器人的方式。相比单台库卡机器人而言，使用多台库卡机器人必然提高工作协调性与生产效率。但关键在于，需要的生产量的多少。对于大批量生产，库卡机器人的安装大致需要如下步骤：第一，根据工艺划分确定库卡机器人数量；第二，设计物流路径；第三，浇筑水泥地基；第四，安装库卡机器人；第五，编辑程序；第六，试运行。于此可见，这样的繁杂的生产前期准备会严重影响到企业产品的生产运行周期，会带给企业不小的经济损失。而且对于中小型企业而言，如果前期投入如此多的库卡机器人，必然增加设备金额投入，而后期的维修保养也是个问题，这都会影响企业的资金周转。目前拥有的中小型企业数量在日益增长。在面临多变的市场环境、金融危机的压力以及现代化进程步伐的因素下，这些中小企业纷纷选择效仿先进制造技术，进行企业生产模式的转变。在此期间，工业机器人的运用变得格外火热。然而，对于现代化转型初期的他们而言，产品围绕多台机器人的生产运营模式并不适合他们。本设计是基于重负载库卡机器人K290R2700PRO为对象，在原本6轴的基础上增加5
