噴漆機器人設(shè)計-機身系統(tǒng)設(shè)計,噴漆機器人設(shè)計-機身系統(tǒng)設(shè)計,噴漆,機器人,設(shè)計,機身,系統(tǒng) 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學 生 姓 名： （3號楷體） 學 號： （用3號楷體） 專 業(yè)： （用3號楷體） 設(shè)計(論文)題目： （用3號楷體） 指 導 教 師: （用3號楷體） 年 月 日  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 摘要 本課題的主要內(nèi)容是采用機器人代替人來進行噴漆作業(yè)，機器人可以代替很多重復性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。結(jié)合設(shè)計的各方面的知識，在設(shè)計過程中學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題。解決問題.研究問題。并且在設(shè)計中融入自己的想法和構(gòu)思，提高自己的創(chuàng)新能力。盡力使機器人使用方便，結(jié)構(gòu)簡單。 關(guān)鍵詞 機器人 ，噴漆機器人 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計，步進電機 1、噴涂機器人定義 噴涂機器人又叫噴漆機器人（spray painting robot）， 是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集 團）發(fā)明。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成，液壓驅(qū)動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。多采用5或6自由度關(guān) 節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運動空間，并可做復雜的軌跡運動，其腕部一般有2～3個自由度，可靈活運動。較先進的噴漆機器人腕部采用柔性，既可向各個方向 彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。噴漆機器人一般采用液壓驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特 點，可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn)示教。噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。[1-2] 噴涂機器人的主要優(yōu)點（1）柔性大。工作范圍大大。（2）提高噴涂質(zhì)量和材料使用率。（3）易于操作和維護?？呻x線編程，大大的縮短現(xiàn)場調(diào)試時間。（4）設(shè)備利用率高。噴涂機器人的利用率可達90%-95%。 2、噴漆機器人研究現(xiàn)狀 噴漆機器人是七十年代發(fā)展起來的自動化機械，它可以模仿人手的動作區(qū)完成噴漆作業(yè)，程序可按需要變動，所以適合多品種小批量生產(chǎn)。機器人能夠突破人體生理條件極限，代替人們?nèi)氖赂邷?、放射性、噴霧、沙塵等危險、繁重而又單調(diào)的工作。 噴漆機器人在國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而我國主要采用進口的機器人。工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。 目前我國噴漆行業(yè)比較缺乏噴漆機器人，因此，該產(chǎn)品在我國有較好的發(fā)展前景。噴漆機器人由橫向手臂、直立手臂、支撐桿、擺動液壓缸、支承工作臺、氣缸、噴槍等部分組成，它的主要功能是配合液壓控制系統(tǒng)完成產(chǎn)品表面的噴漆工作。 3、噴漆機器人研究目的及意義 本課題所設(shè)計的噴漆機器人適合目前我國噴漆生產(chǎn)的要求，能夠達到噴涂質(zhì)量好、工作性能穩(wěn)定等目的。在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平， 工業(yè)機器人是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術(shù)設(shè)備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化，推動工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實踐證明，工業(yè)機器人可以代替人的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機器人是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進行操作以保護人身安全，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 4、噴漆機器人應(yīng)用特點 常規(guī)的熱噴涂過程是：采用電、化學或機械能，產(chǎn)生一種高速焰流，粉末被導入焰流，二者相互作用，熱量與動量從焰流傳送到顆粒，后者得到升溫與加速。在與基體表面碰撞時，顆粒的熱能與動能使顆粒產(chǎn)生濺落，被粘附于基體表面，形成涂層。在諸如燃燒火焰或等離子焰這類高溫過程中，顆粒被熔化，義液滴形態(tài)撞擊到基體表面，繼而濺落并驟冷，彼此之間互銷，形成涂層。 應(yīng)當說，在熱噴涂過程中，熱能和速度是相輔相成的兩個非常重要的要素，它們的每一步飛躍都促成了熱噴涂技術(shù)的進展。想當初，等離子噴涂工藝的出現(xiàn)，推動了熱噴涂技術(shù)產(chǎn)生了巨大的飛躍。這是熱能（溫度）的一次跨躍；而HVOF的登場，則是速度的較量。盡管等離子噴涂工藝至今仍然占據(jù)著熱噴涂中的老大地位，但不得否認，HVOF問世以來，它的傳統(tǒng)優(yōu)勢正面臨挑戰(zhàn)。一個明顯的問題是，過程的高溫會使一些材料發(fā)生相變、分解或C、B等元素的損失，影響涂層性能，從而使一些重要的噴涂材料，如WC-Co核NiCr-Cr3C2等，正在成為HVOF最佳的選取對象，更何況，涉及到一些涂層的重要性能方面，如涂層的結(jié)合強度、內(nèi)聚強度和致密度等，等離子噴涂已失去固有的優(yōu)勢，讓位于HVOF工藝。 與等離子噴涂相比，HVOF（或HVAF）噴涂過程，顆粒的受熱減弱而飛行速度得到加強，在到達基體表面時，增強的動能轉(zhuǎn)化為熱能，使顆粒熔化并導致濺落，熱能的不足被增強的動能所補償。然而，人們發(fā)現(xiàn)，這一過程仍存在著氧化問題。事實上，HVOF噴涂顆粒被撞擊到基體表面之后，以及在從高溫降到常溫的過程中，都伴隨著氧化，也會出現(xiàn)分解，冷噴涂正是在這種趨勢及要求的背景下產(chǎn)生出來。 參 考 文 獻 [1] 龔振幫.噴漆機器人機械設(shè)計[M] .北京:：電子工業(yè)出版社，1995 [2] 袁任光.可編程序控制器（PLC）應(yīng)用技術(shù)與實例.廣州：華南理工大學出版社，2003 [3] 熊有倫.噴漆機器人技術(shù)基礎(chǔ).武漢：華中科技大學出版社，1996 [4] 郁漢琪，郭健.可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：中國電力出版社，2004 [5] 王兆義.可編程控制器教程.北京：機械工業(yè)出版社，1993 [6] 丁煒，魏孔平.可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用.北京：化學工業(yè)出版社，2004 [7] 成大先.機械設(shè)計手冊[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2002 [8] 吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版[M] .北京：高等教育出版社，1999. [9] 廖念釗，莫雨松，李碩根，楊興駿.互換性與技術(shù)測量第四版[M] .北京：中國計量出版社，2000 [10] 陳錦昌，劉就女，劉林.計算機工程制圖.廣州：華南理工大學出版社，1999 [11] 曲東越.大型專用噴漆機器人的設(shè)計與應(yīng)用.應(yīng)用科技，2000，27（1）：27-30 [12] 胡勝海.靜電噴漆機器人.涂料工業(yè)，1981（1）：18-20  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 要研究的問題 在本次設(shè)計中，擬應(yīng)用到的文獻涉及機械原理機械設(shè)計類，機械繪圖類，機械工程控制類，機械工程材料和力學以及工業(yè)機器人或工業(yè)機器人手臂相關(guān)的資料，在設(shè)計過程中這些材料可以首先幫我們從整體上了解與機器人手臂相關(guān)的技術(shù)以及現(xiàn)在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；其次，利用這些資料，可以在設(shè)計過程中進行合理的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計方案的初步制定；最后，機器人臂設(shè)計過程中的所需材料的選擇，設(shè)計與校核計算，運動過程的控制以及其他的注意事項，都可以在相關(guān)文獻資料中得到一些指導與幫助。 機器人本體由機座、腰部、大臂、小臂、末端執(zhí)行器和驅(qū)動裝置組成。共有六個自由度，依次為腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰、回轉(zhuǎn)、俯仰、側(cè)擺。 機器人采用電動機驅(qū)動。這種驅(qū)動方式具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點，這也是現(xiàn)代機器人應(yīng)用最多的驅(qū)動方式。為實現(xiàn)機器人靈活自由地移動，驅(qū)動系統(tǒng)使用了蓄電池供電。電動機可以選擇步進電機或直流伺服電機。使用直流伺服電機能構(gòu)成閉環(huán)控制，精度高，額定轉(zhuǎn)速高，但價格較高，而步進電機驅(qū)動具有成本低，控制系統(tǒng)簡單的優(yōu)點。確定這種機器人的5 個關(guān)節(jié)都采用步進電驅(qū)動，開環(huán)控制。各部件組成和功能描述如下： (1) 底座部件： 底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動部件和步進電機等。2) 腰部回轉(zhuǎn)部件： 腰部回轉(zhuǎn)部件包括腰部支架、回轉(zhuǎn)軸、支架、諧波減速器和步進電機、制動器等。作用是支承大臂部件，并完成腰部回轉(zhuǎn)運動。在腰部支上固定著驅(qū)動大臂俯仰和小臂俯仰的電機。 (3) 大臂部件：包括大臂和傳動部件。 (4) 小臂部件：包括小臂、減速齒輪箱、傳動部件、傳動軸等，在小臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動三個運動的步進電機 (5) 部件：包括殼體、傳動齒輪和傳動軸、機械接口等. 擬采用的研究手段（途徑）:在前期得做好各項準備，要查閱大量的文獻了解噴漆機器人的結(jié)構(gòu)，并在CAD，上畫出這個零件，認真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當中就需要一些工具書比如機械手冊，以及有關(guān)教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： ××××××××（小4號宋體，1.5倍行距）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預測： ××××××××（小4號宋體，1.5倍行距）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日