焊接机械手结构设计【焊接机器人】【4自由度】【含CAD图纸、说明书】
1毕业设计(论文)开题报告题 目 焊接机械手结构设计作者姓名 学号 所学专业 机械设计制造及其自动化1、研究的意义,同类研究工作国内外现状、存在问题(列出主要参考文献)背景和研究意义:随着工业自动化发展的需要,焊接机械手在工业应用中越来越重要。焊接机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,提高劳动生产率和自动化水平,解决了工业生产中长期频繁单调的操作。也提高了产品的生产速度,所以机械手的使用是非常高效的,因此需要设计出让人跟满意的焊接机械手。焊接机械手的结构设计与一般的机械结构设计相比,既具有类似性,又有其独特性。从机构学的角度来看,机械手的机械结构可看作是一系列连杆通过旋转关节、移动关节连接起来的开式运动链。 与一般机构相比,机械手的开链结构型式具有灵巧性和空间可达性等,但由于开链式结构实际上是一系列悬臂杆件串联而成的,机械误差和弹性变形的累计,影响机械手的刚度和精度。因此,机械手的结构设计既要满足强度要求,又要考虑刚度和精度。另一方面,机械手的机械结构,特别是关节传动系统,是整个伺服系统中的一个组成部分,无论是结构的紧凑性、灵巧性,还是在运动时的稳定性、快速性等伺服性能,都比一般机构有更高的要求。焊接机械手虽然有多种结构形式,但大体上都可以分为 3 大组成部分,即本体、点焊焊接系统及控制系统。目前应用较广的点焊机器人,其本体形式为直角坐标简易型及全关节型。前者可具有 13 个自由度,焊件及焊点位置受到限制;后者具有 56 个自由度,能在可到达的工作区间内任意调整焊钳姿态,以适应多种形式结构的焊接。对焊接机械手的结构设计进行研究,目的是寻找在不同要求下最优的机械结构,以最大效益的满足生产需要。国内外现状、存在问题:工业焊接机械手的发展过程可分为三代,第代,为示教再现型,它主要由机器手控制器和示教盒组成,可按预先引导动作记录下信息重复再现执行,当前工业中应用最多。第二代为感觉型,如有力觉触觉和视觉等,它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力,目前已进入应用阶段。第三代为智能型它具有感知和理解外部环境的能力,在工作环境改变的情况下,也能够成功地完成任务,它尚处于实验研究阶段。1、国外工业机器人的的发展2美国是机器人机械手的诞生地,早在 1961 年,美国的 ConsolidedControlCorp 和 AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。经过 40 多年的发展,美国的机器人机械手技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进,适应性也很强。日本在 1967 年从美国引进第一台机器人,1976 年以后,随着微电子的快速发展和市场需求急剧增加,日本当时劳动力显著不足,工业机器人在企业里受到欢迎,使其日本工业机器人得到快速发展,现在无论机器人的数量还是机器人的密度都位居世界第一。德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五六年,但战争所导致的劳动力短缺,国民的技术水平较高等社会环境,却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。目前,德国工业机器人的总数占世界第二位,仅次于日本。2、国内工业机器人的发展我国工业机器人起步于 20 世纪 70 年代初期,我国于 1972 年开始研制自己的工业机器人。进入 20 世纪 80 年代后,随着改革开放的不断深入,在高技术浪潮的冲击下,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持, “七五”期间,国家投入资金,对工定机器人及零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷漆,点焊,弧焊和搬运机器人。 ,国家高技术研究发展计划开始实施,经过几年研究,取得了一大批科研成果。成功地研制出了一批特种机器人。从 2O 世纪 9O 年代初期起,我国的国民经济进入实现两个根本转变期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进了一大步,先后研制了点焊,弧焊,装配,喷漆,切割,搬运,码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批工业机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。但是与发达国家相比,我国工业机器人还有很大差距。2、研究目标、内容和拟解决的关键问题(根据任务要求进一步具体化)研究目标:完成焊接机械手的结构设计。研究内容:本设计研究焊接机械手,以完成汽车的车身、底盘等重要部位的焊接工作。进行机械手的原理方案设计,比较并提出系统的总体方案。根据技术要求进行系统的结构设计: 1.加强度现实生产中工业焊接机械手的理解2.设计前对机械手主要的知识认知3.对焊接机械手的各主要组成部分的分析,设计方案的确定4.确定机械手的主要结构35.对各主要结构进行计算分析6.确定机械手各部件的可靠性7.绘制主要结构零件图8.绘制装配图拟解决的关键问题1.选取机械手的坐标形式及自由度;2 设计各机械手的执行机构:如点焊部分、手腕、手臂;3.传动系统的设计;3、特色与创新之处通过本次对焊接机械手的结构设计,可以缩短提升机设计周期,提高产品的设计质量和使用寿命,提高企业的技术创新能力和市场竞争能力。4、拟采取的研究方法、步骤、技术路线先把本设计模块化处理,它包含选型(坐标型式) ,腰部回转,手臂俯仰,直线位移,焊枪与手臂结合 5 部分。细化每部分的设计思路如下表:1 2 3 4坐标型式 直角坐标式 圆柱坐标式 球坐标式 关节式腰部回转 齿轮传动 蜗轮蜗杆 带传动手臂俯仰 齿轮传动 蜗轮蜗杆 带传动直线位移 齿条传动 液压传动 气压传动 滚珠丝杠副焊枪手臂结合 夹持式 吸附式如图可得:可能采用的方案共:4x3x3x4x2=288 种本设计研究汽车车身焊接的机械手,以完成汽车的车身、底盘等重要部位的焊接工作。方案一:直角坐标式机械手,蜗轮蜗杆传动,直线位移液压传动,焊枪手臂结合吸附式。方案二:关节式机械手,齿轮传动,直线位移滚珠丝杠副。焊枪手臂夹持式。方案三:直角坐标式机械手,齿轮传动,直线位移齿条传动,焊枪手臂结合夹持式。4方案四:球坐标式机械手,齿轮传动,直线位移气压传动,焊枪手臂结合吸附式。本设计中要求腰部回转和手臂俯仰,加工范围较大;尽可能减少机体空间更优;并要求进行电焊,因此对位置精度要求较高;焊枪要长时间工作。因此选用方案二为最优方案。5、拟使用的主要设计、分析软件及仪器设备设计软件:AutoCAD、Pro/E。6、参考文献1李雷阵,胡小建,王求.全国机械装备先进制造技术广州)高峰论坛.文集:机械工业出版社,20052李坤,杨家军.5 自由度焊接机械手的运动学研究:机器人技术,机械工程师2007 年第 4 期3张建民.机电一体化系统设计第三版.高等教育出版社4尹志强.系统设计课程设计指导书. 机械工业出版社5张利萍.液压传动系统及设计M.北京:化学工业出版社,2005:1-402.6杨东邦.机械 CAD 制图与标准应用M.北京:中国标准出版社,19987王政.焊接工装夹具及变位机械.北京:机械工业出版社,2003.8张建民.机电一体化系统设计网.北京:北京理工大学出版社,2006.9何家金.机械电气自动控制网.重庆:重庆大学出版社,2002.10周骥平,林岗.机械制造自动化技术网.北京:机械工业出版社,2007.11吴宗泽.机械零件设计手册K1.北京:机械工业出版社,2003.12孙树栋.工业机器人技术基础.西北工业大学出版社 2006.4,75-76.15CraigJJ.IntroductiontoRoboricsJ.NewYork:AddisonWeskyPublishingCo.,1989注:1、开题报告是本科生毕业设计(论文)的一个重要组成部分。学生应根据毕业设计(论文)任务书的要求和文献调研结果,在开始撰写论文之前写出开题报告。2、参考文献按下列格式(A 为期刊,B 为专著)A:序号、作者(外文姓前名后,名缩写,不加缩写点,3 人以上作者只写前 3 人,后用“等”代替。 ) 、题名、期刊名(外文可缩写,不加缩写点)年份、卷号(期号):起止页码。B:序号、作者、书名、版次、 (初版不写) 、出版地、出版单位、出版时间、页码。3、表中各项可加附页。
收藏
编号:556980
类型:共享资源
大小:19.72MB
格式:ZIP
上传时间:2019-05-15
50
积分
- 关 键 词:
-
焊接
机械手
结构设计
机器人
自由度
cad
图纸
说明书
仿单
- 资源描述:
-
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。