焊接机器人设计毕业论文(初稿)

摘要

随着科学技术的发展和工业技术的提高，越来越多的工业机器人被广泛应用于生产实践中，机器人与手工操作相比，有着明显的优势，广泛采用工业机器人不仅可提高产品的质量和产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用日益改变人类的生产生活。其中，焊接机器人是应用最为广泛的机器人，全球将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。

本论文以六自由度弧焊机器人为背景，详细介绍了焊接机器人，主要是基座及其大臂部分的结构设计和自由度部分电动机的选取。目的是设计出一个6kg的六自由度弧焊机器人。

Abstract

With the development of science and technology and the improvement of industrial technology, more and more industrial robots have been widely applied in production practice, the robot compared with manual operation, has obvious advantages, widely used in industrial robots can not only improve the quality of the products and production, and to safeguard the personal safety, improve working environment, reduce labor intensity, improve labor productivity, save raw materials consumption and reduce production cost, it is of great significance. As well as computer and network technology, industrial robots are widely used increasingly changing human production and living. Welding robot is the most widely used of the robot, nearly half of the global industrial robot is used for all kinds of welding processing field.

With six degrees of freedom arc welding robot as the background, this paper introduces in detail the welding robot, mainly is the base and the arm part structure design and the degrees of freedom selection of generator. The purpose is to design a 6 kg of six degrees of freedom arc welding robot.

目录

前言

课题的来源及意义

计算机技术是一门由计算机技术、信息技术、结构学、控制理论以及仿生学等多学科综合而成的一门高新技术。主要分为两类：工业机器人和服务机器人，现今主要以工业机器人为主。应用于多个领域：在制造业中，机器人用于毛坯制造、焊接、机械加工、表面处理、装配等作业中，大大减少了人类的工作强度，提高了操作安全性，同时降低了生产成本，提高了工作效率。焊接机器人作为工业机器人中的一员，它在高效、高质量焊接生产中发挥了重要作用。

在科技日益发达的今天，机器人已逐步进入人类的生产生活当中。当初只能在电视电影上看到的机器人，那些能够举起千斤重物的机器人，能够在墙上飞檐走壁的机器人。在我们这个时代已经不是梦想，在大街上我们可以看到爬壁机器人的高空作业，在深海机器人又可以代替人类考察，甚至上月球进行研究考察数据。这些机器人将在我们的生活中越来越平凡。 在工业生产中机器人更有人类难以取代的位置。机器人可以在恶劣的环境下代替人类工作，机器人不会觉得累。在焊接方面机器人更是做的比较出色。对于线条、点面进行的焊接精确度是相当的高。焊接机器人的质量直接就决定了生产制造出的产品的质量，所以制造一个精度高，机构精巧的焊接机器人是必不可少的。

从大角度来看国内焊接机器人的应用不少，但是国人自主研发的焊接机器人还是比较薄弱的，在生产中大多用的是德系，日系等国外技术生产的机器人。就国内国人自足研发焊接机器人，其重要部件如电机等还是需要向外国订购。从这方面可以看出，虽然中国是一个大国，但工业发展还是落后与其他小国家的。 不管国内还是国外对于焊接机器人的需求都是很大的，拥有一款好的焊接机器人将在焊接行业占领主导地位。从20世纪90年代以来，计算机的迅速发展，人工智能、传感器技术等大部分新型技术都应用到了焊接机器人当中。使焊接机器人越来越接近人工智能，焊接技术也越来越高。

焊接机器人的发展现状

从目前国内外对焊接机器人技术研究来看,焊接机器人技术研究主要集中在焊缝跟踪技术、多台焊接机器人及外围设备的协调控制技术、机器人专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术与机器人用焊接工艺方法等几个方面。

从20世纪90年代中期，国外一些大学、研究所针对弧焊参数制定、机器人与变位机协调焊接等问题对弧焊离线编程与仿真技术进行研究，并开发出原型系统。 随着PC机CAD软件的发展，出现了集成在功能强大的CAD软件上的离线编程系统，真正做到了CAD、CAM一体化。商品化离线编程系统在弧焊方面进步很大，实现了无碰焊接路径的自动生成、焊缝的自动编程等功能。

焊接机器人的发展趋势

近年来，随着机器人系统中使用的传感器种类和数量越来越多，各种新型传感器不断出现。例如：超声波触觉传感器、静电电容式距离传感器，基于光纤陀螺惯性测量的三维运动传感器，以及具有焊接工件检测、识别和定位功能的视觉

系统等。但是，单一传感信号难以保证输入信息的准确性和可靠性，不能满足智能机器人系统获取环境信息和系统决策能力的要求。为了有效利用这些传感器的信息，需要对不同信息进行综合处理，从多种传感器信息中获取单一传感器不具备的新功能和新特点，即多传感器智能信息融合技术，利用各种传感信息，获得对环境的正确理解，使机器人系统具有容错性，保证系统信息处理的快速性和正确性。

近几年，从世界机器人推出的产品来看，工业机器人技术向智能化、模块化和系统化的方向发展。其发展趋势主要包括：(1)结构模块与可重构化；(2)控制技术开放化；(3)PC化与网络化；(4)伺服驱动技术的数字化与分散化；(5)多传感器融合技术的实用化：(6)工作环境的优化与作业的柔性化；(7)系统网络化与智能化等。

参考文献综述

设计弧焊机器人时一般具有冗余自由度，可以让不同厂家购入后可以按照具体焊接作业任务，按照机器人生产厂家提供的技术参数和机器人开发方式进行二次开发。但这样导致了机器人结构复杂，价格昂贵，使得投入成本大大提高，所以在设计前一定要明确弧焊机器人的用途，在能达到技术要求的情况下尽可能减小冗余自由度，减少不必要的浪费。

随着科学技术的发展，有人提出6自由度机器人设计的关键技术主要体现在以下几方面：

（1）机器人机构技术； （2）机器人控制技术； （3）数字伺服驱动技术； （4）多传感器系统技术； （5）机器人应用技术； （6）机器人网络化技术；

（7）机器人灵巧化和智能化发展。

弧焊机器人设计开发时主要考虑机器人的合理性,实用性,可靠性,先进性,经济性等因素,使机器人应用达到更高水平。

机器人方案确定：所确定机器人方案的运动学分析和基于示教的轨迹规划。 首先,分析了弧焊机器人的结构特点,并根据工作空间要求、作业特点,确定了一种5自由度悬挂式构形。

其次,按照焊接工艺的要求,确定了机器人的性能参数并进行了样机设计。 再次,通过齐次坐标变换矩阵,建立了所选方案的运动学方程式,给出了运动学正逆解和雅可比矩阵。

第四,使用ADAMS软件,建立了机器人的虚拟样机并进行了运动学仿真。 第五,提出了一种可行的机器人示教方案,并进行了相关实验。 第六,针对作业对象,提出了由示教点获得工具路径的方法。

第七,考察了机器人轨迹规划方法,按照作业要求,基于示教所得轨迹,进行了机器人轨迹规划并对规划的结果进行了仿真。

这七个步骤很好的诠释了机器人设计方案是如何一步步确定的确定。

利用计算多自由度串联旋转关节型机器人最大工作空间的曲面包络叠加计算方法,该方法将多自由度机器人分为几个少自由度部分,选取各部分的工作参

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库焊接机器人设计毕业论文(初稿)在线全文阅读。