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湖 南 科 技 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
學(xué) 院： 機(jī)電工程
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及自動化
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)老師：
日 期： 2014年12月13 日
湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題 目
焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計
作者姓名
韓艷
學(xué)號
1103010424
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻(xiàn)）
焊接作為工業(yè)“裁縫”，是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段，同時由于焊接煙塵、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境又非常惡劣，焊接質(zhì)量的好壞對產(chǎn)品質(zhì)量起決定性的影響。歸納起來采用焊接機(jī)器人有下列主要意義:
(1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,保證其均一性；
(2)改善了工人的勞動條件。采用機(jī)器人焊接工人只是用來裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等，對于點焊來說工人不再搬運笨重的手工焊鉗，使工人從大強度的體力勞動中解脫出來。
(3)提高勞動生產(chǎn)率。機(jī)器人沒有疲勞，一天可24小時連續(xù)生產(chǎn)，另外隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人焊接，效率提高的更加明顯。
(4)產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。
(5)可縮短產(chǎn)品改型換代的周期,減小相應(yīng)的設(shè)備投資。
焊接機(jī)器人具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、改善工人勞動條件、提高勞動生產(chǎn)率等特點，廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)和兵器工業(yè)等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界在役的工業(yè)機(jī)器人中大約有一半用于各種形式的焊接工領(lǐng)域。截止2005年，全世界在役工業(yè)機(jī)器人約91.4萬臺，其中日本裝備的工業(yè)機(jī)器人總量達(dá)到了50萬臺以上，成為“機(jī)器人王國”，其次是美國和德國；在亞洲，日本、韓國和新加坡的制造業(yè)中每萬名雇員占有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量居世界前三位。近幾年，全球機(jī)器人的數(shù)量在迅速增加，僅2005年就達(dá)１2.１萬臺。我國自上世紀(jì)70年代末開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，在技術(shù)和應(yīng)用方面均取得了長足的發(fā)展，對國民經(jīng)濟(jì)尤其是制造業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。據(jù)不完全統(tǒng)計，近幾年我國工業(yè)機(jī)器人呈現(xiàn)出快速增長勢頭，平均年增長率都超過40%，焊接機(jī)器人的增長率超過了60%；2004年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人數(shù)量突破1400臺，進(jìn)口機(jī)器人數(shù)量超過9000臺，其中絕大多數(shù)應(yīng)用于焊接領(lǐng)域；2005年我國新增機(jī)器人數(shù)量超過了5000臺，但僅占亞洲新增數(shù)量的6%，遠(yuǎn)小于韓國所占的15%，更遠(yuǎn)小于日本所占的69%。這對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度以及經(jīng)濟(jì)總量來說顯然是不匹配的，這說明我國制造業(yè)的自動化程度有待進(jìn)一步提高，另一方面也反了我國勞動力成本的低廉，制造業(yè)自動化水平以及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用程度的提高受到限制。當(dāng)前焊接機(jī)器人的應(yīng)用迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。
一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，焊接機(jī)器人的價格不斷下降，性能不斷提升；另一方面，勞動力成本不斷上升，我國由制造大國向制造強國邁進(jìn)，需要提升加工手段，提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強企業(yè)競爭力，這一切預(yù)示著機(jī)器人應(yīng)用及發(fā)展前景空間巨大。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化）
1）目標(biāo)：對焊接機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計
2）內(nèi)容：通過選擇焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計這個課題，了解焊接機(jī)器人實際應(yīng)用中的意義和該類機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，對焊機(jī)機(jī)器人的原理、構(gòu)造、運動軌跡有全面的認(rèn)識，以及對機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電機(jī)分配有全面的把握。對該課題進(jìn)行深入的分析，選擇實現(xiàn)方便、穩(wěn)定、安全、高效的方案，完成焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3）擬解決的關(guān)鍵問題：
（1）需要對小型焊接機(jī)器人的整個結(jié)構(gòu)的構(gòu)思；
（2）通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計選擇合適的電機(jī)；
（3）根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的傳動結(jié)構(gòu)；
（4）需要對設(shè)計的傳動機(jī)構(gòu)及零件進(jìn)行校核；
（5）完成焊接部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)焊接；
（6）學(xué)習(xí)繪圖軟件，如Solidworks、AutoCAD繪制部分裝配圖三維圖。
3、 特色與創(chuàng)新之處
效率高，精確性好。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
1、對我的課題的分析，了解我所設(shè)計的課題是關(guān)于哪些方面的，需要掌握一些什么知識，研究的方向。
2、在完成了課題分析后，就是開始學(xué)習(xí)相關(guān)知識和收集有關(guān)課題的資料，之后完成開題報告。
3、通過對國內(nèi)外相關(guān)資料文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)，使我對焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、性能等有了一定的了解。擬采用以下的實施方案：
4、依據(jù)設(shè)計完成的機(jī)械圖，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開始在實驗室進(jìn)行實際設(shè)計以及加工，并且對其檢查和修改，完成符合要求的焊接機(jī)器人設(shè)計；
5、把所有的資料整理好，給老師檢查，并及時改正老師指出的錯誤和設(shè)計不足的地方，把畢業(yè)設(shè)計完善。
第一步，構(gòu)思焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，例如：機(jī)器人的運動結(jié)構(gòu)等；
第二步，通過查閱相關(guān)資料完成必要零件的選型與設(shè)計，例如：電機(jī)、齒輪等；
第三步，利用AutoCAD，SolidWorks等計算機(jī)輔助軟件實現(xiàn)裝置的初步設(shè)計；
第四步，完成機(jī)械圖的繪制。
5、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備
計算機(jī)一臺，AutoCAD、SolidWorks計算機(jī)輔助軟件，電機(jī)、齒輪。
6、參考文獻(xiàn)
[1] 濮良貴，主編 機(jī)械設(shè)計[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2012.
[2] 王立權(quán)，主編 機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計與制作[M]，清華大學(xué)出版社，2007.
[3] 潘存云，主編 機(jī)械原理，中南大學(xué)出版社，2012.
[4] 馬香峰，主編 機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，1991.
[5] 關(guān)慧貞，馮辛安 主編 機(jī)械制造裝備設(shè)計，機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
[6] 郭洪紅，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)（第二版），西安電子科技大學(xué)出版社，2012.
[7] 孫樹棟，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006.
[8] 蔡自興，機(jī)器人學(xué).北京：清華大學(xué)出版社，2002.
[9] 林尚揚，我國機(jī)械制造業(yè)中焊接機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[M].第八次全國焊接會議論文集.第1冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.
[10] 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（第五版）（第1卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.
注：
1、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的一個重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點）年份、卷號（期號）：起止頁碼。
B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。
3、表中各項可加附頁。
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