焊接设计教程第一章使用焊接一、关于焊接使用焊接应用程序执行以下操作：? 创建和修改模型中的简单和复合焊缝。焊缝几何可以是曲面焊或轻焊。注意轻焊几何参照现有曲线或边，但不包括本身的几何。? 准备焊接边以及创建焊接凹槽。? 隐藏或显示模型中的焊缝。? 定义焊接工艺参数。? 创建带有焊接符号的组件绘图或获取3D 焊接符号。? 获取有关焊缝(包括位置、质量、体积和尺寸)的一般和特定信息。? 生成带有焊接材料和焊缝信息的Pro/REPORT 表。典型的“焊接”会话可能包括以下步骤： 1 . 打开一个零件或钣金件，或通过进入“组件” 模式然后检索或创建组件将参照零件导入焊
接环境。 2 . 通过定义焊接材料、工艺、首选项及参数来定义焊接环境。 3 . 确定要否要焊接、坡口加工或创建焊接凹槽，或者将三种操作组合在一起。 4 . 确定族表配置。族表提供了在类
属模型或模型的实例中创建切口的功能。 5 . 确定是否要您的焊缝包含曲面焊或轻焊几何。 6 定义要在模型上执行的焊接、坡口加工或凹槽的类型。. 7 . 定义坡口加工切口、凹槽或焊缝尺寸。8 . 生成材料清单(BOM) 或带有焊缝参数的Pro/REPORT 表，或者生成这两者。相关链接焊接入门二、焊接入门 1 . 在Pro/ENGINEER 中创建或打开模型。 2 . 单击“应用程序” (Applications) ? 7? 4 “焊接”(Welding) 。 3 . 使用相应的焊缝工具定义
○ - 角焊缝○ - I 形坡口或对接焊缝○ - 斜坡口或斜对接焊缝
○ - V 形坡口或V 形对接焊缝○ - J 形坡口或J 形对接焊缝
○ - U 形坡口或U 形对接焊缝○ - 半喇叭形坡口焊缝( 仅限ANSI) ○ - 喇叭形坡口焊缝( 仅限ANSI) ○ - 带宽钝边的斜对接焊缝( 仅限ISO) ○ - 带宽钝边的V 形对接焊缝( 仅限ISO) ○ - 塞焊或槽焊○ –点焊注意展开坡口或对接焊缝按钮旁的菜单，或选择“坡口焊” (Groove Weld) 或“对接焊缝” (Butt Weld) 菜单，以访问“坡口焊”和“对接焊缝”工具。将出现“焊接” 操控板。z a r d ) 在定义角焊缝的同时定义凹槽，或
在定义坡口焊缝或对接焊缝的同时定义坡口加工、凹槽或坡口加工和凹槽：? 要使用“焊接向导” (Weld Wizard) ，请单击或单击“插入” (Insert) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “焊接向
导” (Weld Wizard) 。“焊缝定义” (WELD DEFINITION) 对话框打开。相关链接关于焊接三、了解焊接界面 1 、关于焊接用户界面“焊接”用户界面由下列项目组成：? 焊接工具栏? 对话栏?上滑面板? 对话框注意根据焊接类型和特征定义，可使用的用户界面项目会有所不同。并非所有选项、面板和对话框对所有焊缝特征都可用。焊接工具栏焊接工具栏包括以下项目：按
钮名称焊接向导角焊缝I 形坡口或对接焊缝斜坡口或对接焊缝
V 形坡口或对接焊缝J 形坡口或对接焊缝U 形坡口或对接焊缝半喇叭形坡口焊缝( 仅限ANSI) 喇叭形坡口焊缝( 仅限ANSI) 带宽钝边的斜对接焊缝( 仅限ISO) 带宽钝边的V 形对接焊缝( 仅限ISO) 塞焊或槽焊点焊对话栏以下工具选项可用于所有焊缝类型：? –暂停焊接以便可使用不同工具。? - 暂停后恢复焊接。? –对焊接操作进行预览。? - 应用焊接并退出操控板。? –取消焊接并关闭操控板。上滑面板? 位置使用此面板定义、查看和修改焊接参照。? 形状此面板显示焊缝的剖面预览。可使用此面板定义坡口或对接焊缝形状。? 选项使用此面板定义、查看和编辑一般焊接选项：○ 焊缝几何类型(Weld geometry type) –将焊缝几何设置为“ 曲
定义为现场焊接。○ “精加工” (Finish) 列表( 仅限ANSI) –定义焊缝精加工：“无” (None) 、“凿削” (Chipping) 、“磨削” (Grinding) 、“锤削” (Hammering)、“加工” (Machining) 、“轧削” (Rolling) 和“未指定” (Unspecified) 。○ “精加工”(Finish) 复选框( 仅限ISO) - 将焊接精加工选项设置为ISO 标准。○ “轮廓” (Contour) 列表- 定义焊缝轮廓：“无” (None) 、“ 平整” (Flat) 、“凸” (Convex) 、“凹” (Concave) 或“平滑混合”(Smooth Blend) ( 平滑混合仅限
ISO) 。? 符号使用此面板查看焊接符号并编辑显示在图形窗口中的用户定义注解：○ 图形预览区域- 显示焊接符号的图形表示。○ “注解” (Note) 框- 键入用户定义的注解。○ “移除注解” (Remove Note) 按钮- 移除用户定义的注解。? 属性使用此面板定义用户定义的参数：○ “名称” (Name) 框- 键入焊缝的名称。○ - 打开焊缝特征的“特征信息”(Feature Info) 窗口。○ 特征参数定义按钮- 打开设置焊缝特征的“参数” (Parameters) 对话框。对话框以下几个对话框仅针对焊接。? 接头(Joint) - 控制各
定和取消指定焊接材料。可通过单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld)? 7? 4 “材料” (Material) 来访问该对话框。? 焊接工艺(Weld Processes) - 定义、编辑、更改、指定和取消指定焊接工艺。可通过单击“工具”(Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “工艺” (Process) 来访问该对话框。? 焊缝首选项(Weld Preferences) –定义和编辑焊接首选项、一般首选项以及每种焊缝类型的首选项。可通过单击“工具” (Tools) ? 7?
4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “首选项” (Preferences) 来访问该对话框。相关链接关于在焊接中使用层关于模型树和焊接 2 、关于模型树和焊接焊缝在“模型数”中显示为组件或零件的特征。确保在“树过滤器” (Tree Filters) 对话框中选取“特征” (Features) 以使焊缝特征可见。可将“模型树”用作选取工具，允许为各种操作快速标识和选取焊缝特征。当顶级模型处于活动状态时，可通过“模型树”的右键单击快捷菜单来直接访问下列“焊接” 操作：? 将焊缝类型从曲面更改为轻焊，反之亦然? 控制显示属性，如颜色或线造型? 更改焊接材料? 更改焊接工艺? 将两个或多个焊缝组合或加固单个焊缝? 删除、分组、隐含、重命名、阵列或隐藏焊缝特征? 编辑焊缝特征或编辑焊缝特征定义? 从焊缝特征信息创建驱动尺寸
? 添加设置注解? 获取特征或模型信息或打开“参照查看器” ? 编辑焊接参数相关链接关于焊接用户界面关于在焊接中使用层 3 、关于在焊接中使用层在模型或布局中，使用层
作为组织工具。通过使项目和某一层相关，可根据需要对特征进行集中操控，包括删除、重新排序、隐含，或隐藏和取消隐藏。如果没有为焊接指定任何具体缺省层，则可通过将配置选项def layer 设置为layer_weld_feat ，以便为所有焊接特征( 轻焊和曲面焊) 设置缺省层，其中layername 是指定的层名称。例如：def layer layer weld feat allwelds 设置这一选项后，
别”(Category)= “ 杂项” (Miscellaneous) “ 值”(Value)=
“ 具有面组” (Has Quilts) 有关层规则的更多信息，请参阅“ Pro/ENGINEER基础帮助”。相关链接关于焊接用户界面关于模型树和焊接四、显示焊缝 1 、关于显示焊缝可在图形窗口、“模型树”、“层树” 和其它应用程序中控制焊接特征的显示。在“焊接”中操作时，可进行多种选择来修改焊缝特征出现的方式和时刻。在模型树中显示特征缺省情况下，特征在组件的模型树中不可见。必须从“模型树项目” (Model Tree Items) 对话框中选择“特征” (Features) ( “设置” (Settings) ? 7? 4 “模型树” (Model Tree) ，然后选择“特征” (Features)) 。模型树随即展开以包括组件中的所有特征，包括焊接特征。在层树中显示焊缝特征将配置选项def layers 设置为layer weld feat 以在层树中查看
缺省颜色，但您也可以使用配置选项weld_color 为所有焊接特征设置颜色。在设置这一配置选项之后创建的所有焊缝都将采用您所定义的颜色。还可以在“焊缝首选项” (Weld Preferences) 、“颜色” (Color) 和“外观管理器”
(Appearances Manager) 对话框中为单个或多个焊缝设置颜色。
新颜色在其它应用程序( 例如“标准”应用程序) 中也可见。使用焊接图标使用可快速访问“焊缝定义”(WELD DEFINITION) 对话框。在模型树中用唯一的图
标标识焊接特征。部分图标如下所示：? - 曲面角焊缝? - 轻角焊缝? - 实焊坡口加工? - 轻焊坡口加工? - 焊接材料? - 焊接工艺显示轻焊缝缺省情况下，曲面焊缝和轻焊缝在图形窗口中都可见。可通过选中或清除“模型显示” (Model Display) 对话框( “视图” (View) ? 7? 4 “显示设置” (Display Settings) ? 7? 4 “模型显示” (Model Display)) 中的“焊缝” (Weld) 复选框来切换轻焊缝的显示。在“焊接”以外的应用程序中显示轻焊缝，或将它们导出并在2D 和3D 界面(例如IGES 和STEP)中显示时，它们将显示为粗线。轻焊缝线条的厚度使它能够与常规基准曲线相区别。相关链接隐藏或取消隐藏焊缝要遮蔽或取消遮蔽焊缝更改焊缝颜色 2 、要遮蔽或取消遮蔽焊缝在图形窗口或“模型树”中选择焊缝特征，右键单击，然后选择“遮蔽” (Blank) 在图形窗口中临时关闭焊缝显示，或选择“取消遮蔽” (Unblank) 打开焊缝显示。也可进行如下操作：
1 . 单击“视图” (View) ? 7? 4 “焊缝显示” (Weld Display) ? 7?
4 “遮蔽” (Blank) 。“搜索工具” (Search Tool) 对话框将会打开，并且在找到的项目框中列出当前组件中的焊缝。注意如果选取“遮蔽” (Blank) ，则只会列出当前可见的焊缝。如果选
取“取消遮蔽”(Unblank) ，则只列出当前不可见的焊缝。 2 . 选取要遮蔽的全部焊缝并单击。焊缝会移动到所选项目框。注意在所选项目框中选取一个焊缝后，在“模型树”和图形窗口中会加亮显示该焊缝。 3 . 在“搜索工具” (Search Tool) 对话框中单击“关闭” (Close) 。 4 . 在“选取” (Select) 对话框中，单击“确定” (OK)。所选焊缝在图形窗口中被隐藏( 被遮蔽)。 5 . 要取消遮蔽，请单击“视图” (View) ? 7? 4 “焊缝显示” (Weld Display) ? 7? 4 “取消遮蔽” (Unblank) 。“焊接名” (WNEALMDE S) 菜单将会出现并列出当前遮蔽的所有焊缝特征。 6 . 选取要取消遮蔽的焊缝特征并单击“完成选取” (Done Sel) 。特征不再受遮蔽。相关链接关于显示焊缝 3 、更改焊缝颜色? 设置weld_color 配置选项可为其后创建的焊缝指定焊缝颜色。? 设置“焊缝首选项” (Weld Preferences) 对
话框可为其后创建的焊缝设置在当前会话中的焊缝颜色：注意还可以遵照以下步骤并选择之前定义的纹理，更改焊
缝纹理。 1 . 单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊接” (Weld) ? 7? 4 “首选项” (Preferences) “缝焊首选项” (Weld Preferences) 对话框随即打开。 2 . 从列表中选择“圆角” (Fillet) 、“凹槽” (Groove) 或“对接” (Butt) 、“塞” (Plug) 或“槽” (Slot) 或者“点” (Spot) 。 3 . 单击“外观” (Appearance) 选项卡。 4 . 从“外观” (Appearance) 列表中选择之前定义的颜色。? 使用
“ 1 . 在“模型树”或图形窗口中选取一个或多个焊缝，右键单击，然后从快捷菜单中选择颜色” ( C o l o r ) 对话框更改现有焊缝的颜色：“属性” (Properties) 。“颜色” (Color) 对话框打开。注意也可单击“编辑” (Edit) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “属性” (Properties) 。 2 . 单击“用户定义” (User -Defined) 颜色，然后单击“修改” (Modify) 或单击“新建” (New)。“颜色编辑器” (Color Editor) 对
“选取” (Select) 窗口中，单击“确定” (OK)。相关链接关于显示焊缝五、设置焊接标准 1 、关于焊接标准Pro/ENGINEER 支持两种焊接标准，即“美国国家标准协会” (ANSI) 标准和“国际标准组织” (ISO) 标准。所选择的标准决定了创建焊缝需要哪些参数、哪些选项可用以及所使用的术语。? 使用
weld_ui_standard 配置选项可为新模型定义焊接标准(“工具”
(Tools) ? 7? 4 “选项” (Options)) 。? 使用“焊接标准” (Weld Standards) 对话框可更改当前显示的模型的焊接标准(“文件” (File ) ? 7? 4 “焊接标准” (Weld Standards)) ? 。使用“焊缝首选项” (Weld Preferences) 对话框可针对当前会话为每种焊接标准中的每种焊缝类型设置首选项( “工
击“更改为ISO” (Change to ISO) 或“更改为ANSI”(Change to ANSI)。 3 . 如果“焊接标准参数” (Weld Standards Parameters) 对话框打开，在“新值” (New value) 中，选择可以转换为新标准的值。 4 . 单击“继续” (Continue) 。相关链接关于焊接标准weld_ui_standard 第二章配置Pro/ENGINEER 以使用焊接一、关于焊接配置选项Pro/Engineer 在配置文件中存储了几个内部设置。这些配置选项可确保不同会话的设置一致
且显示相同，从而有助于您更高效地工作。可通过在“选项” (Options) 对话框(“工具” (Tools) ? 7? 4 “选项” (Options)) 中输入配置文件选项和它们的值来定制您建立焊缝模型的方式。每个配置选项均包含如下信息：? 配置选项名称。? 缺省和可用的变量或值。缺省值用星号进行标记。? 描述配置选项的简单说明和注解。相关链接设置焊接配置选项二、设置焊接配置选项 1 . 单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “选项” (Options) 。“选项” (Options) 对话框打开。 2 . 单击“仅显示从文件载入的选项” (Show only options loaded from file) 复选
框，查看当前已载入的配置选项，或清除此复选框以查看所有的配置选项。显示配置选项。 3 . 从列表中选取配置选项，或在“选项” (Option) 框中键入配置选项名称。 4 . 在“值” (Value) 框中键入或选取一个值。注意缺省值后带
文件时，可用来指定搜索目录。weld ask xsec refs yes, no* 创建焊接特征期间，在“焊接特征”操控板“选项” (Options) 面板
上设置焊接截面面积计算选项。yes - 将该选项设置为“按参照” (By Reference) 。no - 将该选项设置为“按值” (By Value weld_dec_places 3*, <0-10>
选属性( 如所定义的直径和长度) 进行定义。焊接材料参数与模型一起储存。通过将焊接材料保存在工作目录中，可将其重新用于任何焊接模型中。焊接材料的定义和使用几乎全部在“焊接材料” (Weld Materials) 对话框中进行。您可将焊接材料指定给焊缝，并且可以将一种焊接材料指定给多种焊缝。使用快捷菜单更改焊缝特征中的焊接材料指定，或选择“编辑定义”
(Edit Definition) 通过添加或更改焊接材料来编辑焊接。如果删除已指定给焊缝的焊接材料，还必须删除使用该材料的焊缝。为避免删除焊缝，先取消指定焊接材料，然后将其删除。相关链接要定义和编辑焊接材料要指定或取消指定焊接材料要更改焊接材料
要访问焊接材料使用信息 2 、要定义和编辑焊接材料使用“焊接材料” (Weld Materials) 对话框可以定义和编辑焊接材料。要定义新的焊接材料 1 . 单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “焊接材料” (Weld material) 。“焊接材料” (Weld Materials) 对话框随即打开。 2 . 单击“新焊接材料” (New weld material) 。 3 . 在“焊接材料名称” (Weld Material Name) 框中键入焊接材料的名称，然后按ENTER 键。 4 . 从“ 材料” ( M a t ? 单击“定义” (D efine) 。“材料” (Materials) 对话框打开。 e r i a l ) 列表中选择之前定义的
5 . 必要时，在“直径” (Diameter) 框中键入直径值，或选择一个值。
6 . 必要时，在“长度” (Length) 框中键入长度值，或选
择一个值。7 . 必要时，在“参数” (Parameter s) 选项卡上定义用户定义的参数。8 . 单击“确定” (OK)。焊接材料随即显示在“模型树”中，且以表示。注意如果项目中存在继承焊接材料，则当检索这些材料时，它们将转换为当前形式。如果模型中已存在同名焊接材料，则继承材料在转换时使用该名称，但名称中包含一个数字。新材料具有密度，其单位基于继承焊接材料中所指定的值。要编辑现有焊接材料 1 . 单击“工
具”(Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “焊接材料”(Weld Material) ，或在“模型树”中右键单击焊接材料，然后从快捷菜单中选择“编辑” (Edit) 。“焊接材料”(Weld Materials) 对话框随即打开。 2 . 从列表中选择要编辑的焊接材料。 3 . 根据需要编辑。 4 . 单击“确定”(OK)。相关链接关于焊接材料 3 、要指定或取消指定焊接材料使用“焊接材料” (Weld Materials) 对话框在焊缝特征中指定焊接材料或取消指定焊接材料。 1 . 单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “焊接
材料” (Weld material) 。“焊接材料” (Weld Mat erials) 对话框随即打开。 2 . 从列表中选取一种焊接材料。 3 . 单击“指定材料” (Assign Material) 以指定材料，或者单击“取消指定材
料” (Unassign Material) 取消指定材料。“搜索工具” (Search Tool) 对话框打开。 4 . 在找到的项目列表中选择焊缝并单击。焊缝会移动到所选项目列表。 5 . 在“搜索工具” (Search Tool) 对话框中单击“关闭” (Close) 。 6 . 在“选取” (Select) 对话
框中，单击“确定” (OK)。7 . 在“焊接材料” (Weld Materials) 对话框中单击“确定” (OK)。相关链接关于焊接材料 4 、要更改焊接材料指定要更改指定给焊缝特征的焊接材料，或修改使用某种焊接材料的焊缝特征，可以使用多种方法。要更改指定给焊缝特征的焊接材料在“模型树”或图形窗口中右键单击焊缝特征，然后从快捷菜单中选择命令：? “更改焊接材料” (Change Weld Material) 将打开“焊接材料选择” (WELD MATERIAL SEL)对话框。从列表中选取焊接材料，并单击“确定” (OK)。注意也可选取焊缝特征，然后单击“编辑” (Edit) ? 7? 4 “焊接” (Weld) ? 7? 4 “更改焊接材料” (Change Weld Material) 。? “ 编辑定义” ( E d i t D e f i 1 . 单击“选项” (Options)
Materials) 对话框中单击“打开” (Open) 。“导入文件” (Import File) 对话框随即打开。从列表中选取文件，然后单击“导入” (Imp ort) 。相关链接关于焊接材料 6 、要删除焊接材料如果删除已指定给焊缝的焊接材料，还必须删除使用该材料的焊缝。为避免删除焊缝，先取消指定然后将材料删除。单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “焊接材料” (Weld Material) 并从列表中选择材料，或者在“模型树”中右键单击焊接材料并从快捷菜单中选择“删除” (Delete) 。相关链接关于焊接材料要指定或取消指定焊接材料7 、要访问焊接材料使用信息可以访问任何预定义焊接材料的有关信息。 1 .
单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “焊接材料” (Weld Material) 。“焊接材料” (Weld Materials) 对话框随即打开。 2 . 右键单? 信息(Info) ? 7? 4 轨迹长度(Traj Length) –将显示所选材料的总焊接长度的有关信息。击想要在列表中了解其信息的材料，然后从快捷菜单中选择一个命令：? 信息(Info) ? 7? 4 质量(Mass) –将显示所选材料的总质量的有关信息。? 信息(Info) ? 7? 4 使用场所(Where Used) –将显示所选材料使用场所的列表。相关链接关于焊接材料二、焊接工艺 1 、关于焊接工艺焊接工艺在“模型树”中由标识。通过定义工艺，可以简化焊
接设计的创建、确保设计一致性并节省时间。焊接工艺几乎完全在“焊接工艺” (Weld Processes) 对话框中进行定义。通常，焊接工艺是在创建任何焊接特征之前定义。但是，在设计中可以随时指定和取消指定焊接工艺。在定义焊接工艺时，您可以：? 应用公司或行业规范。? 指定加工类型。? 指示处理。? 指定进给速度。? 建立可接受的焊缝长度和钝边间隙尺寸。通过指定可选的和用户定义的参数可进一步定制焊接工艺。在焊接模型中，每个焊接工艺均由其名称和参数定义。工艺与模型一起存储。可在任何焊接模型中重新使用已保存的焊接工艺。相关链接要定义和编辑焊接工艺指定或取消指定焊接工艺更改焊接工艺分配要保存、重新使用和检索焊接工艺要删除焊接
小钝边间隙。 5 . 根据需要，在“参数” (Parameters) 选项卡上定义其它参数。 6 . 单击“确定” (OK)。焊接工艺随即显示在
“模型树”中，且以表示。要编辑现有焊接工艺 1 . 单击“工具” (Tools) ? 7? 4 “焊缝” (Weld) ? 7? 4 “工艺” (Process) ，或在“模型树”中右键单击焊接工艺，然后从快捷菜单中选择“编辑” (Edit) 。“焊接工艺” (Weld Processes) 对话框随即打开。 2 . 从列表中选择要编辑的工艺。 3 . 根据需要编辑。 4 . 单击“确定”(OK)。相关链接关于焊接工艺 3 、指定或取消指定焊接工艺使用“焊接工艺” (Weld Processes) 对话框在焊缝特征中指定焊接工艺或取消指定焊接工艺。 1 . 单击“工具”(Tools) ? 7? 4 “焊接” (Weld) ? 7? 4 “工艺” (Process) 。“焊接工艺” (Weld Processes) 对话框随即打开。 2 . 从列表中选择一个工艺。 3 . 单击“指定工艺” (Assign Process) 以指定工艺，或者单击“取消指定工艺”(Unassign Process) 取消指定工艺。“搜索工具” (Search Tool) 对话框打开。 4 . 在找到的项目列表中选择焊缝并单击。焊缝会移动到所选项目列表。
5 . 关闭“搜索工具” (Search Tool) 对话框。
6 . 在“选
取”(Select) 对话框中，单击“确定” (OK)。7 . 在“焊接工艺” (Weld Processes) 对话框中，单击“确定” (OK)。相关链接关于焊接工艺 4 、更改焊接工艺分配可以更改指定给焊缝特征的焊接工艺，或修改指定给焊接工艺的焊缝特征。要更改指定给焊缝特征的焊接工艺在“模型树”或图形窗口中右键单击焊缝特征，然后从快捷菜单中选择命令：? 改变工艺(Change Process) –将打开“工艺选取”(PROCESS SEL)对话
ＶＩ１．１论文的选题意义 第１章绪论 自动化的焊接机器人能提供稳定地焊接质量，减轻人的劳动强度，提高工作 效率，降低生产成本，在工业领域得到了广泛的应用。但应用于工业生产中的焊 接机器人大多是固定的，主要通过机械臂的活动来工作，又由于空间的限制使得 机器人的工作范围、工作对象大大受到限制。在大型工件，如：石化工业中的大型 储油罐、球罐、管道的焊接，多在现场作业，焊接位置手工作业难以达到，恶劣 的工作环境不仅增大了工人的劳动强度，而且影响焊接质量。工程应用中亟待开 发出能够取代工人手工操作的低成本自动化的焊接设备，以减少生产过程中人为 因素的影响，提高焊接质量，这些情况都对移动焊接机器人的研究和应用提出了 迫切的要求。 现在，国外在这方面的技术基本成熟，但国内各单位对这些技术的了解有相 当部分还停留在文献上或局部上。所以应该从基本做起，开展一些基础技术研究 作为机器人课题的主要研究与开发内容之一。 １．２焊接机器人的发展历程 自从世界上第一台工业机器人ＵＭＭＡＴＥ于１９５９年在美国诞生以来，机器人的 应用和技术发展经历了三个阶段：第一代是示教再现型机器人。这类机器人操作 简单，不具备外界信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生 产中的应用受到很大限制。第二代是具有感知能力的机器人。这类机器人对外界 环境有一定的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借助传感器获 得的信息，灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。第三代是智 能型机器人。这类机器人不但具有感觉能力，而且具有独立判断、行动、记忆、 推理和决策的能力，能适应外部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作， 还具备故障自我诊断及修复能力。焊接机器人就是在焊接生产领域代替焊工从事 焊接任务的工业机器人。早期的焊接机器人缺乏“柔性＂，焊接路径和焊接参数 须根据实际作业条件预先设置，工作时存在明显的缺点。随着计算机控制技术、 人工智能技术以及网络控制技术的发展，焊接机器人也由单一的单机示教再现型 向以智能化为核心的多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展¨。６３。 换页 移动焊接机器人系统研究 １．３焊接机器人国内外应用现状 焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点， 广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。据不完全 统计，全世界在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。截 止２００５年，全世界在役工业机器人约为９１．４万台，其中日本装备的工业机器人总量达到了５０万台以上，成为“机器人王国”，其次是美国和德国：在亚洲，日本、 韩国和新加坡的制造业中每万名雇员占有的工业机器人数量居世界前三位。近几 年，全球机器人的数量在迅速增加，仅２００５年就达１２．１万台。我国自上世纪７０年代末开始进行工业机器人的研究，经过二十多年的发展，在技术和应用方面均取 得了长足的发展，对国民经济尤其是制造业的发展起到了重要的推动作用。据不 完全统计，近几年我国工业机器人呈现出快速增长势头，平均年增长率都超过 ４０％，焊接机器人的增长率超过了６０％；２００４年国产工业机器人数量突破ｌ４００台，
焊接机械手毕业设计 【篇一：自动焊接机械手设计(毕业设计)】 自动焊接机械手设计 1 绪论 1.1 技术概述 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测 传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三 维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多 品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、 人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动 化水平的重要标志。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长 和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速 反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗 恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它 是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术 领域不可缺少的自动化设备。 1.2 现状及国内外发展趋势 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： (1)工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操 作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3 万美元降至97年的6．5万美元。 (2）机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组 方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 (3)工业机器人控制系统向基于pc机的开放型控制器方向发展，便 于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模 块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 (4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加 速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、
摘要 随着科技的发展和工业需求的增加，焊接技术在工业生产中所占据的分量越来越大，而且焊接技术的优良程度直接影响着零件或产品的质量。国焊接机器人应用虽已具有一定规模，但与我国焊接生产总体需求相差甚远。因此，大力研究并推广焊接机器人技术势在必行。 本设计的重点是运用机械原理和机械制造装备设计方法设计焊接机器人的 实践和方法。本次设计，是在了解焊接机器人在国外现状的基础上，进而掌握焊接机器人部结构和工作原理，并对手臂和腕部进行结构设计。合理布置了液压缸。同时了解机器人机械系统运动学及运动控制学。为工业上焊接机器人的设计提供理论参考、设计参考和数据参考，为工业设计者提供设计理论和设计实践的参考。该机器人具有刚性好，位置精度高、运行平稳的特点。 关键字：焊接机器人液压系统机械机构设计
Abstract With the development of technology and the increase in industrial demand, welding in industrial production occupied more and more weight, and excellent welding technology directly affects the degree of the quality of parts or products.Although the domestic application of welding robot with a certain scale, but falls far short of the overall demand for welding.Therefore, great efforts to study and promote the welding robot technology is imperative. The focus of this design is the use of mechanical theory and design of machinery and equipment design and methods of practice welding robot.The design of the welding robot in understanding the basis of the status quo at home and abroad, and then grasp the welding robot and working principle of the internal structure, and structural design of the arm and wrist.Rational arrangement of the hydraulic cylinder.At the same time understand the robot mechanical system kinematics and motion control study.For the design of industrial welding robots to provide a theoretical reference, reference and data reference design for industrial designers and design practice, design theory reference.The robot has a good rigidity, high precision location, stable characteristics. Keyword:Welding robot；hydraulic system；mechanical structure design
顺开机械手弧焊工作站 技术方案 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 2009年7月
第一章方案概述 1.方案设计依据 甲方所提出的要求以及图片； 2.项目条件和要求 ?焊接工件名称：箱体总成最大 1000mm*1000mm*1800mm（W*L*H）（长度、宽度和 高度均有变化）。 ?材料：不锈钢；厚度：δ＝3 mm； ?焊接方法：机器人MAG焊接方式； ?设备规划： 配置1套机器人及MAG焊接系统、1套机器人滑台、1台单轴变位机，1套机器人焊接夹具，激光检测和跟踪系统等。具体见设备布局参考图。 第二章焊接工艺分析 1.箱体工序划分： 工序1、人工点固工件（组焊夹具甲方设计制造，甲方自备焊接设备，箱体共4个部件）； 示图：
工序2、人工将工件装在变位机夹具上，机器人焊接。焊接完成后人工卸件。 示图：机器人焊接如图所示的焊缝 2.焊接工艺（MAG）： 1)焊丝直径选用Φ0.8-Φ1.0mm； 2)机器人MIG焊接的平均焊接速度取：6-8 mm/秒； 3)每条焊缝的机器人焊接辅助时间，即机器人平均移动时间取：3秒（包括机器 人变换姿态、加减速、空程运动时间，及焊接起弧、收弧时间）； 第三章系统总体方案 1.方案总体介绍 本方案采用KUKA KR16L/6机器人和弗尼斯的TPS4000焊接系统，通过sevorobot 的DIGI-I激光传感器检测焊缝的位置进行焊接，并增加激光跟踪系统随时对焊接进行修正。 机器人夹具放在单轴变位机上，机器人安装在外部轴滑台上，保证焊接的姿态。 经过仿真：目前需用的机器人基本上可以满足最长1800的焊接。 关于夹具能适应多品种的问题：目前认为一套夹具可以通用，由于工件宽度及高度变动范围太大，为了适应有些型号的工件焊接，需要手工更换夹具上的部分底座。
开题报告 （20**届） 5自由度焊接机器人总体及大臂与腰部 设计 学生姓名 学号 院系 专业 指导教师 填写日期
一、本课题国内外状况，说明选题依据和意义 焊接机器人是目前最大的工业机器人应用领域。由于汽车制造业对许多构件的焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求，一般工人已难以胜任这一工作；此外，焊接时的火花及烟雾等，对人体造成危害，因此，焊接过程的完全自动化已成为重要的研究课题，其中，最为重要的就是要应用焊接机器人。随着近代模糊数学和神经网络的出现，以及PC机与焊接机器人的结合应用，有效解决了专用控制器计算负担重、实时性差等问题.还能够将具他领域如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等先进的研究成果应用到该系统的实时操作中。焊接过程中存在很多不确定的因素，是一个典型的时变非线性系统，难以建立精确的数学模型。因此，采用与模型无关的人工神经网络或模糊控制技术更为合适。 我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。“一汽”是我国最早引进焊接机器人的企业，1984起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊线。 80年代末和90年代初，德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车，虽然是国外的二手设备，但其焊接自动化程度与装备水平，让我们认识到了与国外的巨大差距。随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接机器人。可以说90年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产，同时使国外焊接机器人大量进入中国。由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣，工程机械行业也成为较早引用焊接机器人的行业之一。近年来由于我国经济的高速发展，能源的大量需求，与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术，焊接机器人逐渐崭露头角。铁路机车行业由于我国货运、客运、城市地铁等需求量的不断增加，以及列车提速的需求，机器人的需求一直处于稳步增长态势。据2001年统计，
摘要 在化工、轻工、核能等设备中，管与管板的焊接接头不仅数量多，操作难度大，而且焊接质量要求高。目前上海某工厂管板焊接是手工操作的，生产效率低、工人劳动强度大、焊接质量不稳定。所以本文针对上述情况，设计出管板自动焊接机器人系统。本文所设计的管板自动焊接机器人，包括机械系统、视觉自动定位系统、PLC控制系统和基于触摸屏的人机交互界面。根据工件及焊接工艺要求，焊接基本参数通过触摸屏设定，采用触摸屏实现初始定位精度调试,确定视觉传感识别管孔中心并将位置信息传递给以PLC为控制核心的控制系统，引导焊接初始位置自动识别、焊接。实现了对管板焊接机器进行自动化改造，使原来人工定位，人工控制焊接进程的机械手变为由步进电机驱动，视觉定位和焊接过程自动化控制的一整套焊接设备。 关键词：管板焊接，视觉定位，触摸屏，PLC
Abstract In chemical,light industry,nuclear industry and other equipment,as for the tube-plate welding,despite the large number of welding joints and the complicated operation process, high welding quality are required.There exsits tube-plate welding based on mannual work at a factory in Shanghai,of which the production efficiency is low,the worker labor intensity is heavy,the welding quality is unstable.This paper about design of tube-plate automatic robots, includes mechanical system,visual automatic positioning system,PLC,man-machine interface system based on the touch screen.According to Requirements of the workpiece and the welding technology,welding basic parametersare is set by the touch screen,which was adopted to realize the initial positioning adjustment,determine center of the visual sensing identify pipe hole and transfer the location information to control system of PLC as the control core;guiding automatic identifications of the initial position and welding.By the implement of automation renovation for the tube-plate welding,transform the original artificial positioning,artificial control of welding process into automatic drive by step motor, visual positioning and welding equipments on the basis of a complete automatic control pocesss. Keyword:tube-plate welding,visual positioning,touch screen,PLC
摘要 据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。 众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。 本次我所设计的机器人为五自由度弧焊机器人。本说明书对本次设计的主要考虑内容进行了叙述和讲解，包括机器人的总体设计以及传动系统的构成与设计，电动机的选择，圆锥齿轮的设计与校核，谐波减速器的原理以及选择，腕部转动轴的校核，齿形带规格的选择以及滚动轴承的选择与校核等。 由于设计经验不足以及理论知识的匮乏，本次设计肯定存在许多不足之处，望答辩老师谅解并不吝赐教。 关键词焊接机器人；齿形带传动；谐波减速器；五自由度
ABSTRCT According to incomplete statistics, nearly half of the world's industrial robots in service are used for welding. The most common application of welding robot are in two main ways, spot welding and arc welding. The welding robot we are talking about is actually industrial robots which are doing the work in the welding tasks instead of welding production welder. Some of this welding robot is specially designed for welding while most of them are actually a common industrial robot fitted with a welding tool. In multi-task environment, a robot can even complete many kinds of work including the grasp of welding, handling, installation, welding, unloading and other tasks,. Therefore, in a sense, the history of the development of industrial robots is the history of the development of welding robot. It is well known that the welding processing on one hand requires on skilled operational skills, rich practical experience and stable level of welding; on the other hand, welding is a work with poor working conditions, dust, and heat radiation and high-risk. The emergence of industrial robots first makes people naturally think of using it to replace the manual welding to reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of welding. The robot I designed is a DOF arc welding robot. The design statement mainly include design of robot's drive system and the its composition, the choice of motor, design of bevel gear and verification, the principle of harmonic reducer and its choice, wrist Check the Department of rotational axis, the choice of rolling bearings and its checking and so on. KEY WORDS welding robot; profile belt transmission; harmonic reducer; 5-DOF
激光焊接机器人焊缝跟踪方法
激光焊接机器人焊缝跟踪控制方法 陈智龙 120160033 摘要：当前激光焊接机器人在实际的工业生产中应用的越来越广泛，在汽车制造业以及其他机器制造业激光焊接机器人在生产中的作用也越来越大。如何提高焊接机器人的焊缝精度问题以及控制焊缝轨迹已成为激光焊接机器人发展的首要难题。 关键词：激光焊接机器人；焊缝轨迹；控制 0引言 激光作为焊接和切割的新手段应用于工业制造，具有很大发展潜力。在国际汽车工业领域，激光加工技术已广泛得到了应用，激光切割与焊接逐渐成为标准的汽车车身生产工艺．国内也已积极推广应用，但目前主要还是以引进成套激光加工设备为主，用于激光钎焊、激光渗透焊、激光对接焊、白车身激光三维切割和激光金属零件表面热处理[1]. 由于成本考虑，有些汽车厂家则直接进口国外激光加工的零部件．为提升我国汽车制造的技术能力，我们应依靠国内技术能力，自主创新，在更广范围和更深层次上，加快激光加工在制造业的应用发展．车身在整车制造中占有重要地位，不仅车身成本占整车的40％～50﹪，而且对汽车安全、节能、环保和快速换型有重要影响。 人口老龄化不断逼近，各制造业工厂着手进行技术改造工程设计，采用了许多工业机器人，以提高生产线的柔性程度为基础，为制造厂家提供了生产产品多样化，更新转型的可能性．以上汽大众汽车车 身生产车间为例，机器人能独立完成工件的移动搬运、输送、组装夹紧定位，可完成工件的点焊、弧焊、激光焊、打磨、滚边、涂胶等工作．有的工位上把上件、夹具、工具以机器人为中心布置，以便机器人能完成多个工序，实现多品种、不同批量的生产自动化．采用机器人使焊接生产线更具柔性化、自动化，使多种车身成品可在一条车身装焊生产线上制造，实现多车型混线生产．因此，焊接生产线必须很容易地因产品结构、外形的改变而改变，具有较高的柔性程度[2] 。 由于柔性车身焊接生产线可以适应汽车多品种生产及换型的需要，是汽车车身制造自动化的必然趋势，特别是进入上世纪90年代以后，各大汽车厂家都
自动焊接机械手设计 1 绪论 1.1 技术概述 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 1.2 现状及国外发展趋势 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： (1)工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 (2）机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 (3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
焊接机器人生产制造项目 策划方案 规划设计/投资分析/产业运营
报告说明— 焊接自动化装备广泛采用数字化、图形化的人机操作界面，设备拥有 专家数据库、控制参数实时显示、人机交互等功能，使设备操作更加容易、更加方便。随着技术的不断完善，数字显示技术在人机交互、控制参数实 时监测中将得到普遍运用。 该焊接机器人项目计划总投资13488.83万元，其中：固定资产投资10266.58万元，占项目总投资的76.11%；流动资金3222.25万元，占项目 总投资的23.89%。 达产年营业收入21857.00万元，总成本费用17284.25万元，税金及 附加230.43万元，利润总额4572.75万元，利税总额5433.90万元，税后 净利润3429.56万元，达产年纳税总额2004.34万元；达产年投资利润率33.90%，投资利税率40.28%，投资回报率25.43%，全部投资回收期5.43年，提供就业职位307个。 这两年国内焊接机器人市场规模在持续扩大，市场增速在高速增长， 截至2018年销售额已经突破100亿元，年均复合增长达到15%以上。
第一章项目基本信息 一、项目概况 （一）项目名称及背景 焊接机器人生产制造项目 焊接机器人广泛用于汽车行业，以较低的复杂性焊接汽车内部和外部零件。焊接机器人具有特定的接近度，可以帮助它们正常运行。此外，焊接机器人配备了传感器和控制器，可以均匀地进行焊接。 近年来，随着经济的持续增长，产业结构的不断变化，人工成本开始成为制约工业制造业升级的重要因素，招工难、用工难、留工难等问题，日益困扰着企业的有效发展。在此背景下，当前工业焊接领域正在迎来生产模式的全面升级，以焊接机器人为代表的新型焊接模式，正在打破传统人工作业所带来的成本、环境、工作强度和专业要求等多重限制，凭借着各种新型科技的融合，推动着工业焊接走向智能化、精准化、高效化的发展之路。 （二）项目选址 xxx出口加工区
珠海固得焊接自动化设备有限公司陈裕川江维何奕波摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成珠海固得焊接自动化设备有限公司陈裕川江维何奕波 摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成部件。本文概述了机器人焊接变位机的种类和结构形式，列举了焊接变位机在机器人工作站中典型的应用实例，详细地论述了机器人焊接变位机的技术要求、设计准则和计算方法，介绍了标准型机器人变位机的主要技术特性参数。 关键词：机器人工作站；变位机；设计准则 1 前言 在现代工业生产中，机器人的应用越来越普遍。为充分发挥机器人的功效，其通常与各种焊接变位机组合使用，从而实现高效、优质的焊接生产。目前，焊接变位机已成为焊接机器人工作站不可缺少的组成部分。一台较复杂的多轴焊接变位机的价格往往超过标准机器人本身的价格，可见焊接变位机的重要性。因此，必须重视焊接变位机的设计与制造。迄今，我国尚未制定焊接变位机设计规程，本文根据相关的技术文献，概括地讨论了机器人焊接变位机的设计准则。 2 焊接变位机的种类 目前，与机器人配套使用的焊接变位机有多种结构形式。现将最常用的焊接变位机分述如下： 2.1 固定式回转平台。这是一种最简单的单轴变位机，其结构形式见图1。工作平台可采用电机或风动马达驱动。通常工作平台的回转速度是固定不变的，其功能是配合机器人按预编程序将工件旋转一定的角度。 2.2 头架变位机。头架变位机也是一种单轴变位机，其结构形式如图2所示, 卡盘通常由电机驱动。与回转平台不同，其旋转轴是水平的，适用于装卡短小型工件，可配合机器人将工件接缝转到适于焊接的位置。 2.3 头尾架变位机。头尾架变位机由头架和尾架组成，其结构形式见图3，是机器人工作站最常用的变位机。在一般情况下，头架装有驱动机构，带动卡盘绕水平轴旋转。尾架则是被动的。如工件长度较大或刚度较小，亦可将尾架装上驱动机构，并与头架同步起动。严格地说，头尾架变位机仍属于单轴变位机。尾架在机座轨道上的水平移动在装卡工件时起作用，不与机器人协调动作。
本科毕业设计（论文）通过答辩 毕业设计(论文)开题报告题目：焊接机械手的结构设计 系别机电信息系 专业机械设计制造及其自动化 班级 姓名 学号 导师
毕业设计（论文）综述 背景和研究意义: 机器人的机械设计与一般的机械设计相比，既具有类似性，又有其独特性。从机构学的角度来看，机器人的机械结构可看作是一系列连杆通过旋转关节、移动关节连接起来的开式运动链。与一般机构相比，机器人的开链结构型式具有灵巧性和空间可达性等，但由于开链式结构实际上是一系列悬臂杆件串联而成的，机械误差和弹性变形的累计，影响机器人的刚度和精度。因此，机器人的机械设计既要满足强度要求，又要考虑刚度和精度。另一方面，机器人的机械结构，特别是关节传动系统，是整个机器人伺服系统中的一个组成部分，无论是结构的紧凑性、灵巧性，还是在运动时的稳定性、快速性等伺服性能，都比一般机构有更高的要求。 对焊接机械手的结构设计进行研究，目的是寻找在不同要求下最优的机械结构，以最大效益的满足生产需要。 国内外相关研究情况: 点焊机器人虽然有多种结构形式，但大体上都可以分为3大组成部分，即机器人本体、点焊焊接系统及控制系统。目前应用较广的点焊机器人，其本体形式为直角坐标简易型及全关节型。前者可具有1～3个自由度，焊件及焊点位置受到限制；后者具有5～6个自由度，能在可到达的工作区间内任意调整焊钳姿态，以适应多种形式结构的焊接。 焊接机器人基本上都属于电动机驱动的工业机器人、液压驱动的工业机器人这两类工业机器人，弧焊机器人大多采用电动机驱动机器人，因为焊枪重量一般都在10kg 以内。点焊机器人由于焊钳重量都超过35kg。也有采用液压驱动方式的，因为液压驱动机器人抓重能力大，但大多数点焊机器人仍是采用大功率伺服电动机驱动，因它成本较低，系统紧凑。工业机器人是由机械手、控制器、驱动器和示教盒 4 个基本部分构成。对于电动机驱动机器人，控制器和驱动器一般装在一个控制箱内，而液压驱动机器人，液压驱动源单独成一个部件，现分别简述如下： 机械手机器人机械手又称操作机，是机器人的操作部分，由它直接带动末端操作器。实现各种运动和操作，它的结构形式多种多样，完全根据任务需要而定，其追求的目标是高精度、高速度、高灵活性、大工作空间和模块化。现在工业机器人机械手的主要结构形式有如下 3 种： 1、机床式这种机械手结构类似机床。其达到空间位置的3个运动。是由直线运动构成，其末端操作器的姿态由旋转运动构成，这种形式的机械手优点是运动学模型
六自由度机器人结构设计、 运动学分析及仿真 学科：机电一体化 姓名：袁杰 指导老师：鹿毅 答辩日期： 2012.6 摘要 近二十年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获 得应用。我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距，因此 研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义 的。 典型的工业机器人例如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多是固定在 生产线或加工设备旁边作业的，本论文作者在参考大量文献资料的基础上，结合项 目的要求，设计了一种小型的、固定在AGV 上以实现移动的六自由度串联机器人。 首先，作者针对机器人的设计要求提出了多个方案，对其进行分析比较，选择
其中最优的方案进行了结构设计；同时进行了运动学分析，用D-H 方法建立了坐标变换矩阵，推算了运动方程的正、逆解；用矢量积法推导了速度雅可比矩阵，并计算了包括腕点在内的一些点的位移和速度；然后借助坐标变换矩阵进行工作空间分析，作出了实际工作空间的轴剖面。这些工作为移动式机器人的结构设计、动力学分析和运动控制提供了依据。最后用ADAMS 软件进行了机器人手臂的运动学仿真，并对其结果进行了分析，对在机械设计中使用虚拟样机技术做了尝试，积累了 经验。 第1 章绪论 1.1 我国机器人研究现状 机器人是一种能够进行编程，并在自动控制下执行某种操作或移动 作业任务的机械装置。 机器人技术综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及 人工智能等多种科学的最新研究成果，是机电一体化技术的典型代表，是当代科技发展最活跃的领域。机器人的研究、制造和应用正受到越来越多的国家的重视。近十几年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。 我国是从 20 世纪80 年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。1986年，我国开展了“七五”机器人攻关计划。1987 年，我国的“863”计划将机器人方面的研究列入其中。目前，我国从事机器人的应用开发的主要是高校和有关科研院所。最初我国在机器人技术方面的主要
弧焊机器人工作站系统设计 摘要 随着工业技术的提高，机器人被广泛应用于生产实践中，机器人与手工操作相比，有着明显的优势，广泛采用工业机器人不仅可提高产品的质量和产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用日益改变人类的生产生活。其中，焊接机器人是应用最为广泛的机器人，全球将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。 本论文以六自由度弧焊机器人为背景，详细介绍了机器人工作站的配置，硬件选型，PLC控制系统的设计、机器人配套设施的建设、仿真软件的应用及在实际环境中的调试。 论文首先总结了前人的工作，对焊接机器人工作站的发展现状和前景进行了展望。总结了中外弧焊机器人的生产发展情况，对国内的弧焊机器人工作站的优缺点进行了分析。然后结合工厂实际情况和生产要求，结合目前先进的机器人技术和解决方案，规划了本次机器人工作站的设计模块，对机器人工作站的配置和组成提出了合理创新的设计，采用简单高效的方法完成了工厂的应用要求。 工作站包括两台日本安川机器人公司的MOTOMAN NX100机器人，该机器人采用了6轴运动，能够在空间上做大自由度的运动，一台机器人安装了弧焊焊枪，进行弧焊作业，另一台机器人安装了夹持设备，进行辅助作业，两台机器人协调工作，共同完成作业任务。 本文对工作站的各个组成部分给出合适的规划，保证了机器人工作站的实用高效性，使用双机器人的协调工作及外部轴的控制实现高复杂度的焊接，能够适应不同的工作环境，使工作站拥有良好的柔性化拓展空间。 对工作站系统进行设计时采用了先进的3D模拟仿真技术，能够直观模拟机器人在实际工作环境下的运动状态，观察机器人I/O信号在运行中的应用情况，对现场环境下工作站的系统运行作出充分的模拟演示，保障了机器人工作站的稳定和高效，为机器人工作站的现场搭置提供了精确的数据支持。通过仿真软件的应用，设计人员脱离了完全靠示教编程的模式，能够更加安全地对机器人的运动进行部署。通过仿真，大量的隐藏问题得以发现，并在机器人工作站实际部署前得到解决。仿真是工作站建设的一个重要环节，也是以后工作站技术发展的一个方向。 由于仿真中使用的机器人程序也可以植入实际的机器人中，可以用仿真软件来编制机器人的运行程序，通过仿真软件编写双机器人及外部轴的协调程序，结合机器人I/O 通讯，检验实际运行的可靠性和稳定性。 系统编程包括机器人控制柜内部PLC和专业的外部PLC编程。工业PLC由于采用光
毕业设计说明书 设计题目：焊接机器人变位机结构设计学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师：教授
目录 摘要 (1) Abstract (2) 1 绪论 1．1选题意义 (3) 1．2国内外研究现状 (4) 1．3焊接变位机国内外发展状况 (4) 2 弧焊机器人和变位机协调运动的研究 2.1 弧焊机器人和变位机的耦合与解耦 (6) 2.2 机器人和变位机协调运动模型的建立 (7) 2.3 应用举例 (8) 3 变位机的设计 3．1焊接变位机的选型 3．1．1 使用工程机械结构件焊接变位机的意义……………………… 12 3．1．2结构件焊接变位机的选型……………………………………… 12 3．1．3几种常用变位机结构…………………………………………… 13 3．2变位机总体设计 3.2.1焊接机器人中的变位机 (16)
3.2.2焊接变位机应具备的性能 (17) 3.2.3变位机设计要求 (17) 3.2.4 变位机驱动系统 (18) 3.2.5 导电、导气装置 (19) 3.2.6 抗齿隙装置和变位机的变位精度 (19) 3.2.7 变位机的生产状况及标准化、系列化 (20) 3.3 变位机的设计计算 3.3.1回转轴的强度计算 (21) 3.3.2回转轴驱动功率的计算 (25) 3.3.3倾斜机构的计算 (25) 3.3.4 许用载重量的确定 (27) 3.3.5齿轮、轴、轴承、键的设计计算 (28) 4 无级变速带传动设计 4．1 宽V带无级变速机构结构和基本原理 (35) 4．2 V型无级变速带的技术要求 (36) 4．3 宽V带无级变速传动的设计要点 (38) 4．4 V型宽带无级变速驱动装置的设计 (42) 4．5 应用和开发带式无级变速器的几点建议 (43) 结论 (45) 致谢 (46) 参考文献 (47)
焊接机器人项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营
承诺书 申请人郑重承诺如下： “焊接机器人项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。 公司法人代表签字： xxx有限公司（盖章） xxx年xx月xx日
项目概要 焊接自动化装备广泛采用数字化、图形化的人机操作界面，设备拥有 专家数据库、控制参数实时显示、人机交互等功能，使设备操作更加容易、更加方便。随着技术的不断完善，数字显示技术在人机交互、控制参数实 时监测中将得到普遍运用。 焊接机器人广泛用于汽车行业，以较低的复杂性焊接汽车内部和外部 零件。焊接机器人具有特定的接近度，可以帮助它们正常运行。此外，焊 接机器人配备了传感器和控制器，可以均匀地进行焊接。 该焊接机器人项目计划总投资5885.75万元，其中：固定资产投 资5029.69万元，占项目总投资的85.46%；流动资金856.06万元，占项目总投资的14.54%。 达产年营业收入6071.00万元，总成本费用4660.78万元，税金 及附加106.72万元，利润总额1410.22万元，利税总额1711.45万元，税后净利润1057.66万元，达产年纳税总额653.79万元；达产年投资 利润率23.96%，投资利税率29.08%，投资回报率17.97%，全部投资回收期7.06年，提供就业职位86个。 项目报告所承载的文本、数据、资料及相关图片等，均出自于为 潜在投资者或审批部门披露可信的项目建设信息之目的，报告客观公 正地展现建设项目的现状市场及发展趋势，不含任何明示性或暗示性
激光焊接机器人焊缝跟踪控制方法 陈智龙120160033 摘要：当前激光焊接机器人在实际的工业生产中应用的越来越广泛，在汽车制造业以及其他机器制造业激光焊接机器人在生产中的作用也越来越大。如何提高焊接机器人的焊缝精度问题以及控制焊缝轨迹已成为激光焊接机器人发展的首要难题。 关键词：激光焊接机器人；焊缝轨迹；控制 0引言 激光作为焊接和切割的新手段应用于工业制造，具有很大发展潜力。在国际汽车工业领域，激光加工技术已广泛得到了应用，激光切割与焊接逐渐成为标准的汽车车身生产工艺．国内也已积极推广应用，但目前主要还是以引进成套激光加工设备为主，用于激光钎焊、激光渗透焊、激光对接焊、白车身激光三维切割和激光金属零件表面热处理[1]. 由于成本考虑，有些汽车厂家则直接进口国外激光加工的零部件．为提升我国汽车制造的技术能力，我们应依靠国内技术能力，自主创新，在更广范围和更深层次上，加快激光加工在制造业的应用发展．车身在整车制造中占有重要地位，不仅车身成本占整车的40％～50﹪，而且对汽车安全、节能、环保和快速换型有重要影响。 人口老龄化不断逼近，各制造业工厂着手进行技术改造工程设计，采用了许多工业机器人，以提高生产线的柔性程度为基础，为制造厂家提供了生产产品多样化，更新转型的可能性．以上汽大众汽车车 身生产车间为例，机器人能独立完成工件的移动搬运、输送、组装夹紧定位，可完成工件的点焊、弧焊、激光焊、打磨、滚边、涂胶等工作．有的工位上把上件、夹具、工具以机器人为中心布置，以便机器人能完成多个工序，实现多品种、不同批量的生产自动化．采用机器人使焊接生产线更具柔性化、自动化，使多种车身成品可在一条车身装焊生产线上制造，实现多车型混线生产．因此，焊接生产线必须很容易地因产品结构、外形的改变而改变，具有较高的柔性程度[2] 。 由于柔性车身焊接生产线可以适应汽车多品种生产及换型的需要，是汽车车身制造自动化的必然趋势，特别是进入上世纪90年代以后，各大汽车厂家都在考虑车身焊接生产线柔性化。 1激光焊接与自动控制技术 焊接机器人在汽车装焊生产线上采用的数量及机器人类型（载荷能力、自由度数、工作方式等），反映焊接生产线柔性程度和生产水平。为充分发挥激光加工精益、敏捷和柔性的技术优势，基于激光的安全特性，以工业机器人为基础，将激光设备与工业机器人、安全工作场所进行软硬件耦合是激光技术工业应用的解决方案。 在汽车生产工厂，一个比较完整的激光焊工位包含的主要设备有8种：Laserline激光源、Fnius送丝机构、高精度KUKA机器人、Scansonic-ALO自适应激光加工镜头、QS400激光加工镜组防撞系统、LLK激光光缆、Rediel加工镜头