焊接机械手毕业设计

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1、焊接机械手毕业设计【篇一：自动焊接机械手设计(毕业设计)】自动焊接机械手设计1绪论1.1技术概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测 传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三 维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多 品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效 率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、 人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活 跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动 化水平的重要标志。机器人并不

2、是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长 和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速 反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗 恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它 是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术 领域不可缺少的自动化设备。1.2现状及国内外发展趋势国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操 作和维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10. 3 万美元降至97年的6. 5万美元。(2) 机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服

3、电 机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组 方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。(3) 工业机器人控制系统向基于pc机的开放型控制器方向发展，便 于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模 块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。(4) 机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加 速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器， 而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器 融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。(5) 虚拟现实技术在机器人中的作用已

4、从仿真、预演发展到用于过程 控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来 操纵机器人。(6) 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力 于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完 整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。 美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著 名实例。(7) 机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来， 这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应 用的领域。解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、 通用化、模化设计，积极推进产业化进程。我国

5、的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不 少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000米水下无缆机器人的 成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机 器人、爬壁机器人、管道机器人等机种；在机器人视觉、力觉、触 觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发 展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统 遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则 刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上， 有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以 期在“十五”后期立于世界先进行列之中。1.3 “十五”

6、目标及主要研究内容1.3.1目标中国工业机器人现在的总装机量约为1200台，其中国产机器人占 有量约为1/3,即400多台。与世界机器人总装机台数75万台相比， 中国总装机量仅占万分之十六。对中国这样一个12亿人口的大国来 说，差距是很明显的。装机数量少，说明了我国的工业化程度与工 业发达国家的差距大。因为工业机器人的诞生和应用发展是以工业 生产高度自动化和柔性化为大背景的。除数量外，差距还表现在已 有的机器人的利用率不高，以进口的弧焊机器人为例，据调查，完 全正常运转，充分发挥效益效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满 或不能安全正常运转状态，原因是生产管理及使用维护存在不合理 现象或问题

7、；还有1/3不能正常使用，这是由于机器人质量问题或缺 乏备件，以及请不起外方维修人员造成的。机器人应用效果不理想， 直接影响了用户使用更多机器人的信心。我国有组织有计划地发展机器人事业，应该说是从“七五”期间的科 研攻关及实施“863计划”开始的，经过十几年来的研制、生产、应用， 从纵向看，有了长足的进步。目前在一些机种方面，如喷涂机器人、 弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人、装配机器人、特种机器人（水下、爬壁、管道、遥控等机器人），基本掌握了机器人操作机的设计制造技术，解决了控制，驱动系统的设计和配置、软件的设计和 编制等关键技术，还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线（工作站）及其 周边配套设备

8、的全线自动通信、协调控制技术；在基础元件方面， 谐波减速器、机器人焊接电源、焊缝自动跟踪装置也有了突破；于 此同时造就了一支具有一定水平的技术队伍。无疑，从技术方面来 说，我国的机器人技术在世界机器人界已有一席之地，奠定了独立 自主发展中国机器人事业的基础；从社会经济角度来看，我国机器 人技术的发展，为中、外机器人产品打开中国市场准备了物质和人 员条件。根据国内外机器人发展的经验、现状及近几年的动态，结合当前国 内经济发展的具体情况，“十五”期间机器人技术应重点开展智能机 器人、机器人化机械及其相关技术的开发及应用；开展以机器人为 基础的重组装配系统及其相关技术的开发研究及加强多传感器融合 及

9、决策、控制一体化技术及应用的研究。重点解决我国已研制应用 多年的示教再现型工业机器人的产业化前期关键技术，大力推进其 产业化进程，力争在“十五”末期实现喷涂、焊接、装配等机器人的 产业化。1.3.2主要研究内容（1）示教再现型工业机器人产业化技术研究 关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计。 柔性仿形喷涂机器人开发：柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴 轨迹规划研究，控制系统开发，整机安全防爆、防护技术开发，高 速喷杯喷涂工艺研究。 焊接机器人（把弧焊与点焊机器人作为负载不同的一个系列机器 人，可兼作弧焊、点焊、搬运、装配、切割作业）产品的标准化、 通用化、

10、模块化、系列化设计。 弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置的开发：激光发射器的选用， ccd成象系统，视觉图象处理技术，视觉跟踪与机器人协调控制。 焊接机器人的离线示教编程及工作站系统动态仿真。 电子行业用装配机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设 计。 批量生产机器人所需的专用制造、装配、测试设备和工具的研究 开发。（2）智能机器人开发研究 遥控加局部自主系统构成和控制策略研究包括建模一遥控机器人模型，人行为模型，人控制动态建模，图形 仿真建模，虚拟工具和虚拟传感器建模；以人为主体的人机共享规 划与控制；局部自治控制；多传感融合技术；双向力反应控制；知 识库的建立，学习与推理方法；人机交互的

11、高级控制技术；虚拟现 实（vr）控制与真实世界控制的相互关系；监控系统的结构。 智能移动机器人的导航和定位技术研究包括导航和定位系统的系统结构；在结构环境或非结构环境中导航 和定位方法研究；感知系统的传感器和信息处理系统的构成；根据 传感器数据建立环境模型的方法；模糊逻辑的推理方法用于移动机 器人导航的研究。 面向遥控机器人的虚拟现实系统包括人机交互图形生成及其程序设计；遥控机器人（载体和机械手） 几何动态图形建模；遥控操作环境图形建模；遥控机器人操作与数 据的获取；虚拟传感器及基于虚拟传感器的双向力反应、反馈控制；面向任务的虚拟工具；基于虚拟现实的 遥控操作的理论与方法；基于vr模型操作和真

12、实世界操作的可切换、 相容性和可交换性；vr监控系统。 人机交互环境建模系统包括cad建模中的人机交互技术；求知模型工件的反示过程中的交 互技术；机器人与环境的布局及功能验证中的交互技术；传感器数 据处理中的交互技术；机器人标定、运动学建模、动力学建模中的 交互技术。 基于计算机屏幕的多机器人遥控技术包括三维立体视觉建模；模型的计算机显示；遥控机器人模型的控 制；人机接口；网络通讯。（3）机器人化机械研究开发并联机构机床（vmt）与机器人化加工中心（rmc）开发研究 包括vmt与rmc智能化结构实现技术；vmt与rmc关键传动实现 技术；vmt与rmc加工、装配、摆放、涂胶、检测作业技术；vm

13、t 与rmc监控检测技术开发；vmt与mrc智能化开式cmc控制系统 开发；系统软件和应用软件开发；智能化机构、材料机电一体化技 术；作业状态变量智能化传感技术；机电一体化的多功能及灵巧作 业终端；通用智能化开式cnc控制硬软件系统；并联机构运动学及 动力学理论；rmc智能控制理论；vmt与rmc典型应用工程开发。机器人化无人值守和具有自适应能力的多机遥控操作的大型散料 输送设备 包括散料输送系统监控和遥控操作的传感器融合和配置技术；采用 智能传感器的现场总线技术；机器人运动规划在等量堆取料、自主 操作中的应用；基于广域网的远程实时通讯；具有监测和管理功能 的故障诊断系统。（4）以机器人为基础

14、的重组装配系统 开放式模块化装配机器人包括通用要素的提取；专用件标准化；装配机器人模块cad设计;通用主流计算机构造的控制器；人机界面方式；网络功能。 面向机器人装配的设计技术【篇二：焊接机械手的结构毕业设计】焊接机械手的结构设计摘要本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的 设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步 确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。在 机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体 结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的

15、设计、轴的结构设计、 轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更 好的满足本设计的设计要求。本设计结构简单、重量轻、外形尺寸 小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。关键词：机械手；谐波减速器；结构设计abstractthe design for the design of welding structure of the manipulator, the main research contents: the design of the waist turning mechanism； structure desi

16、gn of large, small arm and wrist rotation.this design by the overall layout with reference to the relevant design, the existing joint type manipulator, preliminary determine the moment of inertia of the waist, so as to determine the motor selection, installation and other related design. complete the design of the overall structure of the flexib