毕业设计开题报告-焊接机器人设计

定制全套设计，选择圆梦设计 20 届本科毕业论文 (设计 )开题报告表 学生姓名 李海洋 专业班级 10403 学 号 26 论文 (设计 ) 题 目 焊接机器人设计 一、选题意义： 目的及意义： 电子技术等多种高新技术和多门学科综合而成的是一种模仿人体某种技能的机电设备。机器人的本体设计部分主要运用机构学和仿生学，二其控制部分则依赖计算机和控制理论学。在目前人口老龄化，提高生活质量的呼声越来越大的氛围下，大力发展高精度的焊接机器人，是我们从高强度，高危险的焊接工作中解放出 来，是目前很多国家在进行的工作。 国内外现状： 1. 焊接机器人的发展历程 自从世界上第一台工业机器人 1959 年在美国诞生以来，机器人的应用和技术发展经历了三个阶段： 第一代是示教再现型机器人。这类机器人操作简单，不具备外界信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大限制。 第二代是具有感知能力的机器人。这类机器人对外界环境有一定的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借助传感器获得的信息，灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。 第三代是 智能型机器人。这类机器人不但具有感觉能力，而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作，智能机器人还具备故障自我诊断及修复能力。 焊接机器人就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。早期的焊接机器人缺乏“柔性”，焊接路径和焊接参数须根据实际作业条件预先设置，工作时存在明显的缺点。随着计算机控制技术、人工智能技术以及网络控制技术的发展，焊接机器人也由单一的单机示教再现型向以智能化为核心的多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展。 2、焊 接机器人国内外应用现状 焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。截止 2005 年全世界在役工业机器人约为 套，其中日本装备的工业机器人总量达到了 50 万台以上，成为“机器人王国”，其次是美国和德国；在亚洲，日本、韩国和新加坡的制造业中每万名雇员占有的工业机器人数量居世界前三位。近几年，全球机器人的数量在迅速增加，仅 2005 年就达 台。 我国自上个世纪 70 年代末开始进行工业机器人的研究，经过二十多年的发展，在技术和应用方面均取得了长足的发展，对国民经济尤其是制造业的发展起到了重要的推动作用。据不完全统计，最近几年我国工业机器人呈现出定制全套设计，选择圆梦设计 快速增长势头，平均每年的增长率都超过 40%,焊接机器人的增长率超过了 60%；2004 年国产工业机器人数量突破 1400 台，进口机器人数量超过 9000 台，这其中的绝大多数都应用于焊接领域； 2005 年我国新增机器人数量超过了 5000 台，但仅占亚洲新增数量的 6%，远小于韩国所占的 15%，更远小于日本所占的 69%。这样的增长速度相对于我国的经济发展速度以及经济总量来说显然是不匹配的，这说明我国制造业的自动化程度有待进一步提高，另一方面也反映了我国劳动力成本的低廉，制造业自动化水平以及工业机器人应用程度的提高受到限制。 当前焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇。一方面，随着技术的发展，焊接机器人的价格不断下降，性能不断提升；另一方面，劳动力成本不断上升，我国经济的发展，由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增加企业竞争力，这一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。 焊接机器人是应用最广泛的一类工业机器人，在各国机器人应用比例中大约占总数的 40 60 。我国目前大约有 600 台以上的点焊、弧焊机器人用于实际生产。 采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，它突破了传统的焊接刚性自动化方式，开拓了一种柔性自动化新方式。刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产，因而在中、小批量产品焊接生产中，焊条电弧焊仍是主要焊接方式，焊接机器人使小批量产品的自动化焊接生产成为可能。 三、 写作提纲 本设计是在了解焊接机器人在国内外现状的基础 上，进而掌握焊接机器人内部结构和工作原理，并对手臂和腕部进行结构设计，合理布置液压缸，了解机器人机械系统运动学及运动控制学。 具体要求 （ 一 ） 、焊接机器人的总体方案 1 总体设计的思路 2 自由度和坐标系的选择 3 传动方案论证 4 焊接机器人的组成 a 执行机构 b 控制系统分类 5 焊接机器人的技术参数 （ 二 ） 、腕部结构的设计及计算 1 腕部设计的基本要求 2 腕部结构及选择 a 典型的腕部结构 b 腕部结构和驱动结构的选择 3 腕部结构设计计算 a 腕部驱动力计算 b 腕部驱 动液压缸的计算 4 液压缸盖螺钉的计算 5 动片和输出轴间的连接螺钉 （ 三 ） 、臂部结构的设计及计算 定制全套设计，选择圆梦设计 1 臂部设计的基本要求 2 手臂的典型机构以及结构的选择 a 手臂的典型运动机构 b 手臂运动机构的选择 3 手臂直线运动的驱动力计算 a 手臂摩擦力的分析与计算 b 手臂惯性力的计算 c 密封装置的摩擦阻力 4 液压缸工作压力和结构的确定 5 活塞杆的计算校核 (四 ） 、机身结构的设计及计算 1 机身的整体设计 2 机身回转机构的设计计算 3 机身升降机构的计算 a 手臂偏重力矩的计 算 b 升降不自锁条件分析计算 c 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 4 轴承的选择分析 在机械手的控制上，有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位控制，也有采用可编程序控制器控制、微型计算机控制，采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。本设计采用电磁控制。 焊接机器人的技术参数 一、用途：用于焊接工件 二、设计技术参数 : 1、焊枪 :； 2、自由度数 :4 个自由度（腕部回转；小臂部伸缩；大臂部回转；大臂部伸缩 4 个运动）； 3、坐标型式 :直角坐标系 ； 4、最大工作半径 :4730 5、手臂最低中心高 :4040 6、手臂运动参数 :伸缩行程： 1850缩速度：