01t普通座式焊接变位机设计-毕业论文

01t普通座式焊接变位机设计-毕业论文内容摘要：

产 焊接变位机的 企业。 德国的 CLOOS、奥地利 Igm、日本松下机器人公司等，都生产 与机器人配套伺服控制的焊接变位机。 美国 Aroson 公司生产的焊接设备有焊接变位机、操作机、滚轮架等，可称 世界之最。 这个公司生产的焊接变位机，主要类型为倾翻 —回转式、倾翻 —回转升降式、双座双回转式，双座单回转式和双座单回转升降式。 其承载能力范围为 11 kg～ 1810吨。 德国 LCOOS 公司是国际上生产焊接设备的大型公司之一。 生产焊接机器人、焊机等产品。 也生产作为焊接机器人外部轴的焊接变位机。 在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的 L 型双回转式、倾翻 回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单坐单回转 WPV、立式单回转 RR502 以及各种多轴焊接机器人配套的变位机，如立式多工位 2179。 卧式单回转 RWPV 2 型（ 3轴）、 立式多工位 2179。 C型双回转式 R WPV2CD（ 5 自由度）、立式多工位 2179。 倾翻 回转 GRWPK 2（ 5 轴）、立式多工位 2xx 交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 5 页 179。 倾翻 回转179。 单回移动转式 GRWPK 2CD（ 9轴）等。 日本松下公司也是机器人制造公司。 这个公司生产的机器人外部设备 —焊接变位机有 12 个系列。 他们把传动装置、机座、夹具体等作成了标准模块，集合而成产品系列。 80 年代初期我国生产的焊接装备大多是较简单的焊接操作机、滚轮架、变位机、翻转机和回转平台等，成套性较差、自动化程度低，只能算作机械化的焊接设备。 目前焊接变位机已系列化生产，最大 承载能力达 100t，每年都有各种汽车、机车、工程机械部件焊接用大、中型单面回转和双面回转翻转机投运。 现在我国生产焊接变位机的厂家已经不少，但大都不成规模。 以变位机为主导产品发展起来的企业，尚未形成，企业应用焊接变位机也较少。 天津鼎盛 工程机械有限公司、无锡市阳通机械设备有限公司、长沙海普公司、威达自动化焊接设备公司等单位生产的变位机在国内占有较大市场。 到 2020 年，国内已开发的变位机产品约 70 余品种规格。 可见，国内焊接变位机的发展空间还很大，主要向精密化、大型化、功能多样化、智能化和集成化方向发展 [1]。 我国焊接辅助设备简介 我国焊接辅助设备的发展历程 焊接辅助设备与器具制造行业自设立以来在整个焊接行业中占有重要地位，并受到业内人士的高度重视。 十五年来我国焊接辅助设备与器具制造行业在原有基础上有了较快的发展，焊接辅助设备品种已从传统的三大机－焊接操作机、变位机、滚轮架扩大到各种焊接专用成套设备，机器人工作站配套设备、焊接生产线和柔性焊接生产系统等。 从事焊接装备设计和生产的企业规模不断扩大，技术水平、产品质量不断提高。 焊接辅助设备确切的名称应为焊接工艺装备。 凡生产焊接结构的加工设备和装置 均属于焊接工艺装备，其中包括备料设备，焊接装配工夹具，焊接变位机械、焊件后处理设备等。 与焊接工序直接有关的焊接工艺装备主要有坡口加工设备，焊接装配工夹具、焊接变位机，焊接操作机、专用成套焊接设备，机器人工作站和焊接生产线等。 我国焊接工艺装备制造行业起步较晚，直到二十世纪 70 年代初才在上海、成xx 交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 6 页 都、长春等地陆续建成一批专门生产焊接工艺装备的制造厂。 进入 80 年代，随着国内焊接工艺装备需用量的日益增长，各地又相继成立了多家中小型焊接装备生产厂。 近期又新建成或改建具有一定规模的焊接装备生产企业。 迄今，我国已有 24家 焊接装备生产企业，年产量 2020 万元以上的已有 10 多家。 有些企业发展速度较快 ,并已具有较大的规模，某些焊接装备已实现批量生产。 在焊接装备的品种、技术特性方面， 80 年代初期我国生产的焊接装备大多是较简单的焊接操作机、滚轮架、变位机、翻转机和回转平台等，成套性较差、自动化程度低。 80 年代后期，由于大量引进了国外较先进的成套焊接装备，促进了国产焊接装备的技术进步，无论是装备的成套性、自动化程度还是设备的精度和制造质量都有不同程度的提高。 在焊接装备的驱动和控制系统中广泛采用了当代较先进的交流电机变频调速、直流电 机的可控硅调速， PLC 可编程控制器、伺服电机及其驱动系统、微机和工业计算机控制等。 焊接装备的自动化程度有了较大的提高。 焊接操作机可按用户的需要配备焊缝自动跟踪系统和工业电视监控系统。 焊接辅助设备的发展趋势 为适应世界焊接辅助设备行业的发展，提高我国焊接辅助设备的技术水平，焊接辅助设备将要向如下五个方向发展 [2]： 1．精密化 精密化的内涵包括高精度、高质量和高可靠性。 从设备外观上看有些焊接装备几乎接近于精密金属切削机床，在精度要求上，以焊接机器人配套的焊接变位机为例，最高的重复定位精度为177。 ，机器人和精密操作机的行走机构定位精度为177。 ，移动速度的控制精度为177。 ％。 2．大型化 焊接装备的大型化是焊接结构向高参数、重型化和大型化发展的需要。 如重型厚壁容器焊接中心的立柱横梁操作机的最大规格已达 179。 10m。 龙门式操作机的规格为 8m179。 8m。 大型造船厂使用的门架式钢板纵缝焊机最大行程为 12m。 集装箱外壳整体组装焊接中心门架式操作机的工作行程达 16m。 重型 H 型钢和箱型梁生产线占地面积可达整个车间。 xx 交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 7 页 3．多功能化 为充分发挥自动化焊接设备的效率，一台焊接装备可按工艺要求装备各种焊头，如单丝和多丝埋弧焊，单丝或双丝窄间隙埋弧焊头， MIG／ MAG 焊头和带极堆焊头等，与滚轮架，变位器或翻转机配套可以完成筒体内外纵环缝，封头拼接缝，内壁堆焊、大直径接管环缝焊接等。 4．数字化 焊接装备的数字化控制虽然比传统的金属切削加工复杂得多，但实施数字控制的意义则更为重要，不仅提高了效率而且确保了批量生产过程中稳定的焊接质量还改善了操作环境。 目前在焊接装备控制系统中，采用 PLC 可编程控制器已成为最普通的控制器件，为提高焊接装备自动控制的功能和精度已开始采用基于 PC 机的自动控制系统和直接数字控制系统，同 时也为焊接装备的网络化控制和管控一体化提供了可能。 5．智能化和集成化 焊接装备的智能化控制是焊接过程自动控制的高级形式，通过各种专用的计算机软件可按原始工件和焊接参数对焊接工艺参数进行优化选择。 对于厚壁接头、智能化控制可根据实测接头的几何尺寸自动编制焊接程序和焊接工艺参数，以实现焊接过程的全自动化。 关于焊接机器人 国内焊接机器人技术的发展 我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于 20 世纪 70 年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。 到 80 年代中期，全国没有一台工业机器人问世。 而在国外， 工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。 鉴于当时的国内外形势，国家 “七五 ”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划，对工业机器人进行了攻关，特别是把应用作为考核的重要内容，这样就把机器人技术和用户紧密结合起来，使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。 与此同时于1986 年将发展机器人列入国家 “863”高科技计划。 在国家 “863”计划实施五周年之xx 交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 8 页 际，邓小平同志提出了 “发展高科技，实现产业化 ”的目标。 在国内市场发展的推动下，以及对机器人技术研究的技术储备的基础上， 863 主题专家组及时对主 攻方向进行了调整和延伸，将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，以后又列入国家 “八五 ”和 “九五 ”中。 经过十几年的持续努力，在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。 我国焊接机器人的应用状况 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。 进入 21 世纪由于国外汽车巨头的不断涌入，汽车行业迅猛发展，我国汽车行业的机器人安装台数迅速增加， 20 20 2020 年每年都有近千台的数量增长。 目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三种。 日系中主要有安川、xx 交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 9 页 OTC、松下、 FANUC、不二越、川崎等公司的产品。 欧系中主要有德国的 KUKA、CLOOS、瑞典的 ABB、意大利的 COMAU 及奥地利的 IGM 公司。 国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。 目前在我国应用的工业机器人中，国产机器人的数量不足 100 台，特别是近两年新 安装的机器人焊接系统中已经看不到中国机器人的身影，虽然我国已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品，但却不能批量生产，形成规模 [2]。 应用焊接机器人的意义 焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的 40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业 “裁缝 ”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。 归纳起来采用焊接机器人有下列主要意义： (1) 稳定和提高焊接质量 ,保证其均一性。 焊接参数 如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定作用。 采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小 ,降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量是稳定的。 而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因此很难做到质量的均一性。 (2) 改善了工人的劳动条件。 采用机器人焊接工人只是用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等，对于点焊来说工人不再搬运笨重的手工焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。 (3) 提高劳动生产率。 机器人没有疲劳，一天可 24 小时 连续生产，另外随着高速高效焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高的更加明显。 (4) 产品周期明确，容易控制产品产量。 机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。 (5) 可缩短产品改型换代的周期 ， 减小相应的设备投资。 可实现小批量产品的焊接自动化。 机器人与专机的最大区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产。 xx 交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 10 页 我国焊接机器人应用工程 焊接机器人应用技术是机器人技术、焊接技术和系统工程技术的融合，焊接机器人能否在实际生产中得到应用，发挥其优越的特性，取决于人们对 上述技术的融合程度。 经过近 10 年的努力，我国在机器人焊装夹具设计方面积累了较丰富的经验，机器人周边设备实现了标准化，具有年产 300 余套焊接机器人工作站的能力。 可以说国内的系统集成商在机器人工作站及简单的焊装线的设计开发方面具有了与国外系统集成商抗衡的能力，近几年为国内汽车零部件等企业提供了大量的机器人焊接系统。 但是另外一个严重的事实是，我们还不具备制造高水平的机器人成套焊装线的能力。 国内几大汽车厂的车身焊装线都是由国外机器人系统集成商设计制造的。 作为焊接机器人的最大用户，预计未来的 10 年我国汽车 年产量要达到千万辆，现在的焊接装备远远满足不了生产需求，对焊接装备的需求量将大幅增加，焊装生产线要求更加自动化和柔性化，以适应多品种、小批量的生产要求，机器人将大量应用于焊接生产线中。 焊接机器人的最新应用技术 (1) TCP(tool center point 工具中心点 )自动校零技术 TCP 自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术，它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。 当焊枪以不同姿态经过 TCP 支座时，激光传感器都将记录下的数据传递到 CPU 与最初设定值进行比较与计算。 当 TCP 发生偏离时，。