基于SolidWorks六自由度焊接機(jī)械手三維運(yùn)動模擬【三維SW】【仿真】
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黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名: 馬俊 學(xué) 號:20054024148
專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于solidworks六自由度焊接機(jī)械手三維運(yùn)動模擬
指導(dǎo)教師: 劉天祥
2009 年 3 月 19 日
開題報(bào)告填寫要求
1.開題報(bào)告(含“文獻(xiàn)綜述”)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成,經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效;
2.開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見;
3.“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文,并直接書寫(或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi),學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇(不包括辭典、手冊);
4.有關(guān)年月日等日期的填寫,應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26” 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述:
文 獻(xiàn) 綜 述
一 焊接機(jī)器人概述
進(jìn)入90年代以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,一些骨干企業(yè)加緊進(jìn)行技術(shù)改造,
用先進(jìn)的設(shè)備武裝自己,在機(jī)械制造中焊接機(jī)器人的數(shù)量也急劇增多,形成一股“機(jī)器人熱”。為此,中國焊接學(xué)會和協(xié)會曾對我國焊接機(jī)器人在生產(chǎn)中的應(yīng)用情況進(jìn)行過一次調(diào)查。在調(diào)查報(bào)告中詳細(xì)介紹了截止到1996年底我國焊接機(jī)器人的數(shù)量、分布情況、
產(chǎn)品對象、應(yīng)用水平與效果。根據(jù)這些情況我國分析了推動企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用焊接機(jī)器人的趨動力,以及當(dāng)前應(yīng)用中的主要經(jīng)驗(yàn)和問題,提出了今后我國焊機(jī)機(jī)器人應(yīng)用的發(fā)展趨勢及需要解決的幾個問題。
二 焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)
1、機(jī)器人焊接可以提高生產(chǎn)效率
OTC六軸焊接機(jī)器人響應(yīng)時間短,動作迅速,焊接速度在60~120cm/分鐘,這個速度是遠(yuǎn)高于手工焊接(40~60cm/分鐘),機(jī)器人在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不停頓不休息,但是工人上班時是不可能做到不停頓不休息,同時工人的工作效率也受到心情等因素影響,工人會請假、發(fā)呆、聊天,加班要給加班工資,而機(jī)器人就沒有上述問題,只要保證外部水電氣等條件,就可以持續(xù)工作,OTC六軸機(jī)器人性能穩(wěn)定,可以做到10年無故障。這就無形中提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。
2、機(jī)器人焊接可以提高產(chǎn)品質(zhì)量
OTC六軸焊接機(jī)器人機(jī)器人焊接過程中,只要給出焊接參數(shù),和運(yùn)動軌跡,機(jī)器人就會精確重復(fù)此動作,焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接干伸長度等對焊接結(jié)果起決定作用。采用機(jī)器人焊接時對于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的,焊縫質(zhì)量受人的因素影響較小,降低了對工人操作技術(shù)的要求,因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。而人工焊接時,焊接速度、干伸長等都是變化的,因此很難做到質(zhì)量的均一性。 從而保證了我們產(chǎn)品的質(zhì)量。
3、機(jī)器人焊接可以降低企業(yè)成本
OTC六軸機(jī)器人降低企業(yè)成本主要體現(xiàn)在規(guī)模化生產(chǎn)中,一臺機(jī)器人可以替代2到4名產(chǎn)業(yè)工人,根據(jù)企業(yè)具體情況,有所不同。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,成本降低的更加明顯。
4、機(jī)器人焊接容易安排生產(chǎn)計(jì)劃
由于機(jī)器人可重復(fù)性高,只要給定參數(shù),就會永遠(yuǎn)按照指令去動作,因此機(jī)器人焊接產(chǎn)品周期明確,容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的,因此安排生產(chǎn)計(jì)劃非常明確。準(zhǔn)確的生產(chǎn)計(jì)劃可應(yīng)使企業(yè)的生產(chǎn)效率、資源的綜合利用做到最大化
5、機(jī)器人焊接可縮短產(chǎn)品改型換代的周期,及相應(yīng)的設(shè)備投資
機(jī)器人焊接可縮短產(chǎn)品改型換代的周期,減小相應(yīng)的設(shè)備投資??蓪?shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。機(jī)器人與專機(jī)的最大區(qū)別就是他可以通過修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。
在產(chǎn)品更新?lián)Q代時只需要從新根據(jù)更新產(chǎn)品設(shè)計(jì)相應(yīng)工裝夾具,機(jī)器人本體不需要做任何改動,只要更改調(diào)用相應(yīng)的程序命令,就可以做到產(chǎn)品更新,和設(shè)備更新。
6、機(jī)器人焊接可以把工人從各種惡劣環(huán)境解救出來
焊接現(xiàn)場溫度高,空氣質(zhì)量差,還存在輻射問題,這些都嚴(yán)重影響了工人的身心健康,用機(jī)器人焊接就不存在上述問題了,只需要上下料操作就可以,從而使工人擺脫惡劣的焊接環(huán)境。
7、機(jī)器人焊接可以提高企業(yè)形象
機(jī)器人幾乎是高科技的代名詞,代表著工業(yè)自動化的最高水平,先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,體現(xiàn)現(xiàn)了企業(yè)先進(jìn)的加工能力和科研能力,使我們的企業(yè)形象上升了一個臺階,使客戶更加信賴我們,從而提高我們企業(yè)的競爭力。
三 焊接機(jī)器人發(fā)展趨勢
目前國際機(jī)器人界都在加大科研力度,進(jìn)行機(jī)器人共性技術(shù)的研究。從機(jī)器人技術(shù)
發(fā)展趨勢看,焊接機(jī)器人和其它工業(yè)機(jī)器人一樣,不斷向智能化和多樣化方向發(fā)展。具
體而言,表現(xiàn)在如下幾個方面:
1) 機(jī)器人操作機(jī)結(jié)構(gòu):
通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的
優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2) 探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料,進(jìn)一步提高負(fù)載/自重比。例如,以德國KUKA公
司為代表的機(jī)器人公司,已將機(jī)器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu),拓展了機(jī)器人
的工作范圍,加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用,大大提高了機(jī)器人的性能。此外采用先進(jìn)的
RV減速器及交流伺服電機(jī),使機(jī)器人操作機(jī)幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)。
3) 機(jī)構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。例如,關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、
檢測系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國外已有模
塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。
4) 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)更加靈巧,控制系統(tǒng)愈來愈小,二者正朝著一體化方向發(fā)展。
采用并聯(lián)機(jī)構(gòu),利用機(jī)器人技術(shù),實(shí)現(xiàn)高精度測量及加工,這是機(jī)器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)
的拓展,為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。意大利COMAU公司,日本
FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。
四 應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢:
設(shè)計(jì)過程直觀簡便SolidWorks三維設(shè)計(jì)直接從三維模型入手,省去了三維與二維之間的轉(zhuǎn)化。設(shè)計(jì)者可以方便地通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級抽殼、特征陣列、鉆孔等操作不斷改變其結(jié)構(gòu),最終完成全部零部件的設(shè)計(jì)。建立模型時,SolidWorks對每個特征尺寸自動賦值,這些數(shù)值可隨時更改。由于SolidWorks的參數(shù)設(shè)計(jì)功能,實(shí)體模型將隨特征尺寸數(shù)值的變化重新生成,因此修改非常方便。與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)相比,Solidworks在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化,它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程等許多信息技術(shù)領(lǐng)域,是一門綜合的交叉性學(xué)科。
五 參考文獻(xiàn):
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
2.本課題要研究或解決的問題和你采用的研究手段(途徑):
我設(shè)計(jì)的是用solidworks軟件模擬六自由度焊接機(jī)器人的三維運(yùn)動。
研究方法大致分為三步:1 三維實(shí)體建模。其中包括模擬方案的確定和仿真實(shí)體的繪制。2 簡單數(shù)學(xué)模型的建立。3 模擬加載與仿真。包括仿真模
擬的實(shí)現(xiàn)和進(jìn)行運(yùn)動校核。從三維模擬方案出發(fā),闡明了利用SolidWorks
實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動模擬的有效方法,從SolidWorks的方法重點(diǎn)分析了六自由度機(jī)器人的三維實(shí)體模型的構(gòu)建過程,模擬運(yùn)動過程同時建立簡單數(shù)學(xué)模型設(shè)定模型系數(shù)后得到運(yùn)動數(shù)據(jù)圖,從而為進(jìn)一步改進(jìn)打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見:
1.對“文獻(xiàn)綜述”的評語:
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的預(yù)測:
指導(dǎo)教師:
年 月 日
所在專業(yè)審查意見:
負(fù)責(zé)人:
年 月 日
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三維SW
仿真
基于
SolidWorks
自由度
焊接
機(jī)械手
三維
運(yùn)動
模擬
SW
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