一种焊接操作机的机构设计开题报告及文献综述

一、选题依据1论文（设计）题目一种焊接操作机的机构设计2研究领域机械制造3论文（设计）工作的理论意义和应用价值焊接作为一种先进的制造工艺技术，已发展成为融材料学、力学、热处理学、冶金学、自动控制学、电子学、检验学等学科为一体的综合性学科。焊接技术正逐步集成到产品的全生命周期，焊接技术从单一的加工工艺发展成新兴的综合性工程技术， 焊接作为一种广泛的系统工程，其应用范围不仅应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输建筑、航天航空，还扩大到电子器件、家用电器、医疗器械、通讯工程等领域。4目前研究的概况和发展趋势近几十年来，随着科技的日新月异，焊接设备和焊接方法也得到了长足的发展。目前，国外焊接设备的显著特点是高精度、高质量、高可靠度、数字化、智能化控制、大型化、集成化以及多功能化。而国内无论从产品构成还是技术发展方向上看，正在向高效、自动化智能化、节能、环保型的焊接方向上发展。焊接是制造工业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺和生产尺寸精确的制成品的生产手段。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量，数量要求。因此保证焊接产品质量的稳定性，提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。尤其近年来，我国焊接装备制造行业的技术水平有了长足的进步。焊接装备的成套性、自动化程度、制造精度和质量明显提高，应用范围正逐步扩大，尤其是国家制定了拉动内需的政策，进一步促进了焊接装备制造行业的发展。尽管我国成套焊接装备的年产量不足5 亿元，但是对我国焊接结构制造行业的发展却起着举足轻重的作用。可以预计，今后几年内，随着世界制造业中心逐渐向中国转移，我国传统制造业必须加快技术改造，大量采用高度自动化的加工设备，促使我国焊接装备制造业生产根本性的变革。进入新世纪以来，我国焊接结构制造业和一个引人注目的动向是想多参数、高精度、重型化和大型化发展。其中包括 1000MW 以上火力、水利和核能发电设备， 年产 60 万 T 以上化工炼油设备，10 万 T 以上远洋货轮，大型建筑结构，大跨度桥梁， 跨省跨国输油输气管，海洋建筑，冶金设备，重型机构航空航天工程，大型客车和告诉铁路车辆等。2002 年我国焊接结结构的钢耗材量将超过 8000 万 T。为实现上述发展目标，对焊接装备提出了越来越高的要求，迫切需要各种高性能、高精度、高自动化的焊接装备。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题焊接机总体结构设计、立柱回转机构、行走台、紧锁机构等机构等机构设计，分析环保及经济性2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）拟定焊接操作机的整体结构、必要的运动参数设计计算、立柱回转机构设计、相关结构尺寸设计计算、行走台机构设计、行走台相关尺寸的设计、锁紧机构设计、3.本论文（设计）预期取得的成果焊接操作机装配图及其零件图，毕业设计说明书，文献翻译、三维建模及仿真三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）； 机械设计制造2.论文（设计）进度计划第 1 周：接受题目，了解题目内容要求，明确毕业设计任务，开始查找相关文献资料第 2 周：查阅资料，笔记摘录，准备撰写开题报告第 3 周：撰写文献综述，完成开题报告，外文文献翻译第 4 周：修改完善，开题报告答辩第 5 周：拟定焊接操作机的整体结构第 6 周：必要的运动参数设计计算第 7 周：立柱回转机构设计第 8 周：相关结构尺寸设计计算第 9 周：行走台机构设计第 10 周：行走台相关尺寸的设计第 11 周：锁紧机构设计第 12 周：机构零件图绘制及三维建模第 13 周：装配图绘制及三维造型第 14 周：编写设计说明书第 15 周：检查修改，准备参加答辩四、需要阅读的参考文献1濮良贵，等.机械设计M.北京:高等教育出版社,20012成大光.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,19933杨春利.电弧焊基础M .哈尔滨:机械工业出版社,20034成都电焊机研究所. 北京:焊接设备选用手册M,20065张景利.7m7m 自动焊接操作机设计J.一重技术，2010（2）:27-306姜振平，张文明.七自由度焊接操作机示教系统设计J.热加工工艺， 2013,42(11):215-2177王斌.自动焊接操作机焊接船用锅炉装置的设计J.中国重型装备，20138周冠军.平台式埋弧焊接操作机的制作J.石油质地与工程，1997(1):38-409王刚.正倒装两用横缝埋弧自动焊接操作机的研制J.焊接技术，2011（12）10范宇，张华.基于旋转电弧立焊装置设置与轨迹规划J.中国机械工程， 2016,27(13）11王华.平面型弧焊机械手的结构设计J.江苏现代计量，2014（3）12T Song，F Xi，S Guo，Y Lin.Optimization of a Mobile Platform for a Wheeled ManipulatorJ,Journal of Mechanisms & Robotics,2016,8(6)13K Wu，J Yu，G Zong，X Kong.A Family of Rotational Parallel Manipulators With Equal-Diameter Spherical Pure RotationJ.Journal of Mechanisms & Robotics.2013,6(1):267-28014KJ Ning，MY Zhao，J Liu.A New Wire-Driven Three Degree-of-Freedom Parallel ManipulatorJ.JournalofManufacturingScience&Engineering,2006,128(3):816-819附：文献综述或报告文献综述焊接是制造工业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造，核工业，航空航天， 能源交通石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺和生产尺寸精确的制成品的生产手段。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量，数量要求。因此保证焊接产品质量的稳定性，提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。从 21 世纪先进制造技术的发展要求看， 焊接自动化生产是必然趋势。焊接操作机应用：焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设备，有固定式、回转式、全位置等多种结构形式。可根据用户的需求选择结构并配套各种焊机以及增加跟踪、摆动、监控、焊剂回收输送等辅助功能.焊接操作机组成原理：主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置组成。焊接操作机是将焊接机头准确的送到并保持到待焊位置或以选定的焊接速度沿着规定的轨迹移动焊接机头的焊接。焊接操作机的结构形式很多，使用范围广，长与焊件变位机械相配合，完成各种焊接作业。 按其结构形式及应用特点可分为三种：1、平台式焊接操作机：平台式焊接操作机又分为单轨台车式和双轨台车式两种。单轨台车式焊接操作机实际上还有一条轨道，不过该轨道一般设置在车间的立柱上， 车间桥式起重机移动往往引起平台振动，从而影响焊接过程的正常进行。平台式焊接操作机的机动性、使用范围和用途均不如伸缩臂式焊接操作机，在国内的应用已逐年减少。2、横臂式焊接操作机：这类焊接操作机根据横臂的结构不同有分为悬臂式焊接操作机和伸缩臂式焊接操作机。悬臂式操作机头固定在悬臂的一端或沿着悬臂移动， 悬壁安装在立柱上，可沿立柱升降并绕立柱转动，立柱有的安装在底座上，有的通过底座安装在行走台车上。折臂式操作机有两节，相互铰接，整个悬臂立柱也是铰接， 可沿着立柱升降，焊接小车坐落在悬臂上或者酱鸡头安装在悬臂的前端，其他结构与悬臂式操作机相同。3、门式焊接操作机：这种焊接操作机有两种结构：一种是焊接小车座落在沿门架可升降的工作平台上，并可沿平台上的轨道横向移动；另一种是焊接机头安装在一套升降装置上，该装置又座落在可沿横梁轨道移动的跑车上焊接操作机一般由立柱、横梁、回转机构、台车等部件组成。各部件为积木式结构，一般立柱、横梁为其基本部件，其余部件可据用户使用要求选配。立柱及横梁采用折弯焊接结构件，具有很好的刚性。 轻、中型、重型焊接操作机均采用三角型导轨，超重型采用平面方形导轨，均经刨床加工。 保证了导轨的高精度及其耐磨性。 应用于压力容器中锅炉汽包， 石化容器等圆筒形工件的内外缝的纵缝焊和环缝焊焊接。传动形式与驱动机构： 1）伸缩臂与平台的升降操作机的平台升降多为恒速或快、慢两档速度；伸缩臂的升降多为快、慢两档速度或无极变速，速度在 0.52m/min 之间者为多。2）伸缩臂的回转伸缩臂的回转运动有手动和恒速电动两种驱动形式，前者多用于小型操作机，后者多用于大中型操作机。回转速度一般为 0.6r/min,在回转系统中还设有手动锁紧装置。不管是圆形立柱或非圆形立柱，伸缩臂的回转几乎都采用立柱自身回转式，立柱底端直接（手动回转）或通过齿圆（电动机驱动）座落在推力轴承上，保证立柱的灵活转动。3）伸缩臂的进给（伸缩）伸缩臂的进给运动多为直流电动机驱动，进来也有用直流或交流伺服电动机驱动的。由于焊纵缝时伸缩臂要以焊速进给，所以对其以焊速运行的平稳性要求较高，进给速度的波动要小于 5%；有的操作机还设有一档空程速度，多在 180240m/h 之间， 以提高作业效率。为了保证到位精度和运行安全，在进给系统中设有制动和行程保护装置。焊接作为机械制造业中仅次于装备加工和切削加工的第三大加工作业，对其进行机器人柔性加工技术及其相关的控制器 PC 化，网络化和智能化的应用研究已成为焊接自动化发展的必然趋势。