基于SolidWorks六自由度焊接機械手三維運動模擬（含SolidWorks三維圖）,基于,solidworks,自由度,焊接,機械手,三維,運動,模擬,摹擬 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名： 馬俊 學(xué) 號：20054024148 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計(論文)題目： 基于solidworks六自由度焊接機械手三維運動模擬 指導(dǎo)教師： 劉天祥 2009 年 3 月 19 日  開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（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。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（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．“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(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（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 一 焊接機器人概述 進入90年代以來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，一些骨干企業(yè)加緊進行技術(shù)改造， 用先進的設(shè)備武裝自己，在機械制造中焊接機器人的數(shù)量也急劇增多，形成一股“機器人熱”。為此，中國焊接學(xué)會和協(xié)會曾對我國焊接機器人在生產(chǎn)中的應(yīng)用情況進行過一次調(diào)查。在調(diào)查報告中詳細介紹了截止到1996年底我國焊接機器人的數(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)用焊接機器人的趨動力，以及當(dāng)前應(yīng)用中的主要經(jīng)驗和問題，提出了今后我國焊機機器人應(yīng)用的發(fā)展趨勢及需要解決的幾個問題。 二 焊接機器人的優(yōu)點 1、機器人焊接可以提高生產(chǎn)效率 OTC六軸焊接機器人響應(yīng)時間短，動作迅速，焊接速度在60～120cm/分鐘，這個速度是遠高于手工焊接（40～60cm/分鐘），機器人在運轉(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、機器人焊接可以提高產(chǎn)品質(zhì)量 OTC六軸焊接機器人機器人焊接過程中，只要給出焊接參數(shù)，和運動軌跡，機器人就會精確重復(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、機器人焊接可以降低企業(yè)成本 OTC六軸機器人降低企業(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，使用機器人焊接，成本降低的更加明顯。 4、機器人焊接容易安排生產(chǎn)計劃 由于機器人可重復(fù)性高，只要給定參數(shù)，就會永遠按照指令去動作，因此機器人焊接產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。機器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計劃非常明確。準(zhǔn)確的生產(chǎn)計劃可應(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。可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。機器人與專機的最大區(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)計相應(yīng)工裝夾具，機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、機器人焊接可以提高企業(yè)形象 機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，先進的生產(chǎn)設(shè)備，體現(xiàn)現(xiàn)了企業(yè)先進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 焊接機器人發(fā)展趨勢 目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術(shù)的研究。從機器人技術(shù) 發(fā)展趨勢看，焊接機器人和其它工業(yè)機器人一樣，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) 機器人操作機結(jié)構(gòu)： 通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法的運用，實現(xiàn)機器人操作機構(gòu)的 優(yōu)化設(shè)計。 2） 探索新的高強度輕質(zhì)材料，進一步提高負載/自重比。例如，以德國KUKA公 司為代表的機器人公司，已將機器人并聯(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，大大提高了機器人的性能。此外采用先進的 RV減速器及交流伺服電機，使機器人操作機幾乎成為免維護系統(tǒng)。 3） 機構(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、減速機、 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)造機器人整機；國外已有模 塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。 4） 機器人的結(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)機構(gòu)，利用機器人技術(shù)，實現(xiàn)高精度測量及加工，這是機器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù) 的拓展，為將來實現(xiàn)機器人和數(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進行三維設(shè)計的優(yōu)勢: 設(shè)計過程直觀簡便SolidWorks三維設(shè)計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。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)計功能，實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)計相比，Solidworks在設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率等各方面都發(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)實技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機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： [1]方建軍，劉仕良．機械運動仿真與工程分析[M]．北京 化學(xué)工業(yè)出版社，2004． [2]蔡子興．機器人學(xué)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2000． [3]潘憲曾．壓鑄模設(shè)計手冊[K]．北京：機械工業(yè)出版社，1999． [4]范玉清，馮秀娟．CAD軟件設(shè)計[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出1996 [5]胡仁喜.SolidWorks2005機械設(shè)計及實例解析[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005. [6]生信實維有限公司.SolidWorks.軟件—工業(yè)設(shè)計師的利器[J].現(xiàn)代制造,2003, [7]江洪 楊勇 喬蘭東 等.Solidworks實例解析-曲線、曲面、信真、渲染[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.. [8]潘云鶴，機輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢[J]，計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報，1999，11 [9]張伯鵬，先進制造技術(shù)基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，機械工程，1997，8 [10]張鐵，謝存禧主編.機器人學(xué)，第一版，華南理工大學(xué)出版社，2001，9、45-47 [11]吳廣玉，姜復(fù)興主編.機器人工程導(dǎo)論，第一版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1988 [12]熊有倫，丁漢，劉恩滄主編，機器人學(xué)，第一版，機械工業(yè)出版社，1993 [13]崔正昀主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)，第一版，天津大學(xué)出版社，2000 [14]費仁元，張慧慧主編.機器人機械設(shè)計和分析，第一版，北京工業(yè)大學(xué)出版社，1998 [15]宗光華主編.機器人的創(chuàng)意設(shè)計與實踐，第一版，北京航空航天大學(xué)出版社，2004  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你采用的研究手段（途徑）： 我設(shè)計的是用solidworks軟件模擬六自由度焊接機器人的三維運動。 研究方法大致分為三步：1 三維實體建模。其中包括模擬方案的確定和仿真實體的繪制。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 擬的實現(xiàn)和進行運動校核。從三維模擬方案出發(fā)，闡明了利用SolidWorks 實現(xiàn)機器人運動模擬的有效方法，從SolidWorks的方法重點分析了六自由度機器人的三維實體模型的構(gòu)建過程，模擬運動過程同時建立簡單數(shù)學(xué)模型設(shè)定模型系數(shù)后得到運動數(shù)據(jù)圖，從而為進一步改進打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻綜述”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（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： 負責(zé)人： 年 月 日 9