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焊接机器人毕业设计开题报告
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  • 更新时间:2019-03-20
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  • 焊接机器人毕业设计开题报告
  • 焊接机器人毕业设计开题报告一、本课题研究的目的、意义
    众所周知,焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平;另一方面,焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。随着科技的发展和工业需求的增加,焊接技术在工业生产中所占据的分量越来越大,而且焊接技术的优良程度直接影响着零件或产品的质量。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接,减轻焊工的劳动强度,同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。
    本次设计为焊接机器人设计,是本专业学生在完成全部课堂教学之后所进行的一项极为重要的实践性教学环节。旨在通过具体的工程实践进一步深入理解掌握和综合运用所学的专业理论知识,进行焊接机器人的设计基本技能的训练,培养分析问题和解决问题的能力,从而全面实现本专业学生的质量管理目标。作为个人,通过本次设计能在了解焊接机器人在国内外现状的基础上,掌握焊接机器人内部结构和工作原理,同时了解机器人机械系统运动学,为工业上焊接机器人的设计提供理论参考、设计参考和数据参考,为工业设计者提供设计理论和设计实践的参考。在指导老师的帮助下能够设计出具有刚性好,位置精度高、运行平稳的特点的焊接机器人。
    二、国内外研究现状
    从机器人诞生到本世纪80年代初,机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了90年代,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速发展。工业机器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不断提高,而机器人的制造成本和价格却不断下降。在西方社会,和机器人价格相反的是,人的劳动力成本有不断增长的趋势。在西方国家,由于劳动力成本的提高为企业带来了不小的压力,而机器人价格指数的降低又恰巧为其进一步推广应用带来了契机。减少员工与增加机器人的设备投资,在两者费用达到某一平衡点的时候,采用机器人的利显然要比采用人工所带来的利大,它一方面可大大提高生产设备的自动化水平,从而提高劳动生产率,同时又可提升企业的产品质量,提高企业的整体竞争力。虽然机器人一次性投资比较大,但它的日常维护和消耗相对于它的产出远比完成同样任务所消耗的人工费用小。因此,从长远看,产品的生产成本还会大大降低。而机器人价格的降低使一些中小企业投资购买机器人变得轻而易举。因此,工业机器人的应用在各行各业得到飞速发展。根据UNECE的统计,2001年全世界有75万台工业机器人用于工业制造领域,其中38.9万在日本、19.8万在欧盟、9万在北美,7.3万在其余国家。至2004年底全世界在役的工业机器人至少有约100万。我国机器人发展迅猛,从国家863计划实施之初到现在一直将机器人技术列为重点支持方向。国家863计划机器人技术主题重点支持数控、工程机械、盾构、生产线、水下载人潜器、危险作业机器人、医疗机器人和仿人仿生机器人等。目前光我国从事机器人的研发单位就有200多家,专业从事机器人产业开发的则达50家以上。一批企业逐步发展壮大。
    据不完全统计,全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。 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。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。 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%。但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。
    从目前国内外研究现状来看,焊接机器人技术的研究十分活跃,焊接机器人技术研究主要集中在焊缝跟踪技术、离线编程与路径规划技术、多机器人协调控制技术、专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术、机器人用焊接工艺方法、遥控焊接技术等七个方面。
    焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。工业机器人技术的研究、发展与应用,有力地推动了世界工业技术的进步。特别是焊接机器人在高质高效的焊接生产中,发挥了极其重要的作用。随着我国加入WTO后国际竞争更加激烈,对工业机器人的需求会越来越大,我国的工业机器人产业将面临新的发展机遇和来自国外的挑战,我们要把握这一机遇,迎接挑战,为我国跻身于机器人强国之列而努力奋斗。
    新中国成立后,经过50年的艰苦努力,中国焊接生产机械化自动化技术发展应用,取得了很大的成就,焊接生产过程机械化与自动化程度已达到20%。在以焊接技术为主导制造工艺技术的大中型骨干企业,焊接生产过程综合机械化与自动化程度已达到40%~45%。在机床、锅炉、汽车、化工机械、工程机械和重型机械等国家重点骨干企业,通过引进国外先进技术及相应配套的自动化焊机、成套焊接设备、焊接生产线和柔性制造系统,使焊接生产机械化与自动化技术达到了国际90年代初的先进水平,进入世界先进之列。...
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