江路—六自由度焊接机械手开题报告

安 徽 建 筑 大 学 机 械 与 电 气 工 程 学院本科毕业设计（论文）开题报告课 题： 六自由度焊接机械手的三维设计与仿真分析 专 业：班 级：学生姓名：学 号：指导教师：填表日期：安 徽 建 筑 大 学 机 械 与 电 气 工 程 学 院二一四年二月 制表一 简表姓名入学时间学生简况专业 机械设计制造及其自动化 班级 10 机械（3）班名称 六自由度焊接机械手的三维设计与仿真分析课题来源自拟毕业设计论文课题类型1.工程设计（实践） 2.理论研究 3.实验研究 4.计算机软件设计 5.综合类 设计内容和意义摘要六自由度焊接机械手是焊接工业中较为先进的自动化设备。常见的六自由度机械手一般模仿人类手臂的活动，在一个可回转的支撑座上连接一个上臂、一个前臂和一个手。焊接机器人的“手”是一个端部能 360转动的焊枪。随着社会生产力的发展，人们对生产效率和生产环境有了更高的追求。在现代工业机械化、自动化的趋势下，六自由度焊接机械手很好的替代了人力在焊接工业中的作用，不仅提高的工作效率和焊接质量，而且改善了工人的工作环境。焊接作为传统的制作工艺之一，经过数十年手工操作的历程。随着现代制造技术的发展以及信息科学新技术方面的影响，也使得焊接工艺操作经历了由手工焊到自动焊，自动柔性化到智能化的过度。焊接过程数字化、自动化、智能化已成为焊接工艺发展的趋势。二 选题依据1.阐述该选题的研究意义，分析跟该课题有关的国内外研究概况和发展趋势。（1）国外动态工业机械手是工业机器人的一个分支，自 1962 年美国推出世界上第一台Unimate 型和 Versatra 型工业机器人以来，机器人在工业发达国家得到了迅速发展。六自由度焊接机械手在如今的发动工业国家的汽车、轮船、航空及军事工业等各个领域中得到充分运用。现在国外对焊接机械手主要从以下几方面研究： 机械结构 控制技术 驱动技术 应用智能化的传感器 网络通讯方式 高速、高精度、多功能化 集成化与系统化总结国外的研究动向，焊接对机械手主要是向精准化、自动化、智能化方向 发展。 （2）国内动态我国有组织有计划地发展工业机械手，是从“七五”期间的科技攻关及实施“863 计划”开始的。经过十几年来的研制、生产和应用，有了长足的进步。目前，我国工业机械手及含工业机械手的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。虽然工业机械手在我国得到了长足发展，但与发达工业国家的技术发展仍有一定差距。我国的工业机械手产业将面临新的发展机遇和来自国外的挑战，因此我们需要自主发展机械手高技术，解决产业化前期的关键技术。积极推进我国的机械手产业化的进程。 2.国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月） 。1 陈幼平 马志艳六自由度机械手的三维运动的仿真研究 华中科技大学出版社 计算机应用研究期刊 2006.62 孙恒 机械原理 高等教育出版社 2006.53 濮良贵 纪名刚 机械设计 高等教育出版社 2012.24 徐方 工业机器人产业现状与发展 机器人技术与应用期刊 2007.9 5 张杨林 国内工业机器人市场及发展趋势 大众科技期刊 2006.66 吴振彪 工业机器人 华中科技大学出版社 2002.2 7 蔡自兴 机器人学 清华大学出版社 2000.1三 研究内容 本次六自由度焊接机械手的三维设计与仿真分析要求焊接的最大范围为1.5m，利用 I-Deas 三维软件对设计进行建模，虚拟装配及动态仿真以分析设计的合理性。1.机械手的整体规划设计。驱动使用伺服电机，传动使用齿轮。伺服电机是动力来源，其可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。动力传输利用齿轮传动，齿轮传动具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。两者结合应用，保证机械手的动力设计的合理性。2.使用 3D 软件对零件进行建模和虚拟装配，保证设计机构的合理性。3.对设计的虚拟样机进行动态仿真和优化，确保在工业生产中机械手的运动性要求。四 研究方案六自由度焊接机械手的研究方案主要从设计和仿真两方面进行研究1.六自由度焊接机械手的设计（1）机构运动简图设计如下： （2）动力部分设计主要是根据各关节的扭矩大小，选择合适的伺服电机，并且设计合理的齿轮传动系进行传动。2.六自由度焊接机械手的仿真分析利用 I-Deas 进行三维建模及虚拟装配，再对虚拟样机进行动态仿真分析，验证机构设计以及动力设计的合理性。五 工作进度的大致安排序 号 设计（论文）各阶段名称 日 期1资料收集，阅读文献，撰写并完成开题报告。 2 月 24 日-3 月 24 日2 毕业实习，英文资料翻译和总体设计 3 月 24 日-4 月 24 日3 完成机构的设计和三维建模，中期检查 4 月 24 日-5 月 1 日4 对机构进行虚拟装配与动态仿真 5 月 1 日-5 月 31 日5 整理材料，撰写毕业论文 5 月 31 日-6 月 10 日6 毕业答辩 6 月 10 日六 设计成果1.在独立思考的基础上，完成对六自由度焊接机械手的规划设计，在保证设计符合动力及运动性要求的情况下，对其进行三维建模及虚拟装配，进而对虚拟样机加以仿真和优化，验证设计