焊接機械手控制系統(tǒng)設計開題報告

1、附件B：畢業(yè)設計（論文）開題報告畢業(yè)設計（論文）開題報告1、課題的目的及意義、課題的目的及意義由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危機生命。以電焊為例高溫電弧光產生的紫外線(UVR)和紅外線(IFR)對眼及皮膚造成嚴重損傷；電弧焊接時，焊條中的焊芯、藥皮和金屬母材在電弧高溫下熔化、蒸發(fā)、氧化、凝集，產生大量金屬氧化物及其他物質的煙塵，長期吸入可引起焊工塵肺；各種焊件和焊條中均含有數(shù)量

2、不等的錳，在通風不良場所如船艙、鍋爐或密閉容器內施焊，長期吸入含錳的煙塵可發(fā)生錳中毒。因此焊接機械手就在這樣誕生了它代替了工人自動化的完成各種焊接任務，一方面改善了工人勞動條件，另一方面，焊接質量穩(wěn)定、提高勞動生產率提高[8]。本課題的目的和意義就是設計一臺關節(jié)型自動焊接機器人來代替工人進行對人體有害的焊接工作，從而改善工人的勞動條件，同時焊接質量也得到了保證，焊接生產率得到大幅度提高。2、國內外研究現(xiàn)狀及研究背景、國內外研究現(xiàn)狀及研究

3、背景2.12.1機器人的發(fā)展歷程機器人的發(fā)展歷程自從世界上第一臺工業(yè)機器人UNIMATE于1959年在美國誕生以來，機器人的應用和技術發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：第一代是示教再現(xiàn)型機器人。這類機器人操作簡單，不具備外界信息的反饋能力，難以適應工作環(huán)境的變化，在現(xiàn)代化工業(yè)生產中的應用受到很大限制。圖1世界第一臺工業(yè)機器人世界第一臺工業(yè)機器人UNIMATEUNIMATE第二代是具有感知能力的機器人。這類機器人對外界環(huán)境有一定的感知能力，具備如聽覺、

4、視覺、觸覺等功能，工作時借助傳感器獲得的信息，靈活調整工作狀態(tài)，保證在適應環(huán)境的情況下完成工作。第三代是智能型機器人。這類機器人不但具有感覺能力，而且具有獨立判斷、行動、記憶、推理和決策的能力，能適應外部對象、環(huán)境協(xié)調地工作，能完成更加復雜的動作，還具備故障自我診斷及修復能力。焊接機器人就是在焊接生產領域代替焊工從事焊接任務的工業(yè)機器人。早期機器人的價格不斷下降，性能不斷提升；另一方面，勞動力成本不斷上升，我國由制造大國向制造強國邁進，

5、需要提升加工手段，提高產品質量和增強企業(yè)競爭力，這一切預示著機器人應用及發(fā)展前景空間巨大。2.32.3焊接機器人的國內外研究現(xiàn)狀焊接機器人的國內外研究現(xiàn)狀機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，當前對機器人技術的研究十分活躍。我國有組織有計劃地發(fā)展機器人事業(yè)應該說是從“七五”期間的科技攻關及實施“863計劃”開始的。經(jīng)過十幾年來的研制、生產、和應用，有了長足的進步。目前在一些方

6、面，如噴涂機器人、弧焊機器人、點焊機器人、搬運機器人、裝配機器人、特種機器人(水下、爬壁、管道、遙控等機器人)，已掌握了機器人的設計制造技術，解決了控制、驅動系統(tǒng)的設計和配置、軟件的設計和編制等關鍵技術；還掌握了自動化噴漆線、弧焊自動線(工作站)及其周邊配套設備的全線自動通信、協(xié)調控制技術。現(xiàn)在，我國從事機器人研發(fā)的單位有200多家，專業(yè)從事機器人產業(yè)開發(fā)的企業(yè)有50家以上。“九五”期間，國家“863”高技術計劃己將沈陽新松機器人自動化

7、股份有限公司、啥爾濱博實自動化設備有限責任公司、一汽集團涂裝技術開發(fā)中心、北京機械工業(yè)自動化所、上海機電一體工程有限公司、四川綿陽四維焊接自動化設備有限公司等確立為智能機器人主題產業(yè)化基地。大連組臺機床所、上海富安工廠自動化公司、東風汽車公司、昆明船舶公司、哈爾濱焊接研究所、安川北科公司等單位，也都憑借自己開發(fā)生產的特色機器人或應用工程項目活躍在當今國內工業(yè)機器人市場上。此外，一些科研院所和大學也均在進行機器人技術及應用項日方面的研發(fā)工

8、作。近幾年，我國工業(yè)機器人及含工業(yè)機器人的自動化生產線相關產品的年產銷額已突破十億元。我國機器人技術主題發(fā)展的戰(zhàn)略目標是：根據(jù)2l世紀初我國國民經(jīng)濟對先進制造及自動化技術的需求，瞄準國際前沿高技術發(fā)展方向創(chuàng)新性地研究和開發(fā)工業(yè)機器人技術領域的基礎技術、產品技術和系統(tǒng)技術。未來工業(yè)機器人技術發(fā)展的重點有：第一，危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人：主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人：第二，醫(yī)用機器人：主要有腦外科手術輔助機器人，遙控