1、诸如核辐射深水有毒等高危险环境中进行焊接或其他作业，需要有遥控的机器人代替人去工作。当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自助系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。多机器人和操作者之间的协调控制，可通过网络建立大范围内的机器人遥控系统，在有时延的晴空下，建立预先现实进行遥控等。虚拟机器人技术虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。基于多传感器多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥控操作和人机交互。机器人性能价格比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。由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大的提高。过去机器人系统的可靠性般为几千小时，而现在已达到万小时，可以满足任何场合的需求。多智能体调控技术这是目前机器人研究的个新领域。主要对多智能体的群体体系机构相互间的通信与磋商机理感知与学习方法建模和规划群体行为控制等方面进行研究。人类的活动领域不断扩大，机器人应用也从制造领域向非制造领域发展。像海洋开发宇宙检测采掘建筑医疗农林业服务娱乐等行业都提出了自动化的机器人化的要求。这些行业与制造业相比，其主要特点是工作环境的非结构化和不确定性，因而对机器人的要求更高，需要机器人具有行走功能对外感知能力以及局部的自主规划能力等，是机器人技术的个重要发展方向。可以预见，在世纪。
2、用了最先进的自动控制系统智能化控制系统和网络控制系统等广泛采用焊接机器人作为操作单元，组成焊接中心焊接生产线柔性制造系统和集成制造系统。早在年代，国外的焊接设备已向大型化和精密化发展。目前国外生产的重型焊接滚轮架最大的承载能力达，自动防窜滚轮架的最大承载能力达,采用和高精度位移传感器控制，防窜精度为。变位机的最大的承载能力达，转矩可达轧钢机钻探机振动筛等轴的强度校核计算进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采用相应的计算方法，并恰当地选取其需用应力。对于仅仅或主要承受扭矩的轴传动轴，应按扭转强度条件计算对于只承受弯矩的轴心轴，应按弯曲强度计算对于既承受弯矩又承受扭矩的轴转轴，应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核，以免产生过强的塑性变形。本文中中心轴主要承受的是扭转力矩，所以应按扭转强度条件计算。轴的扭转强度条件为式中扭转切应力轴所受的转矩，轴的抗扭截面系数轴的转速轴传递的功率计算截面处轴的直径许用扭转切应力见表。表轴常见几种材料的及的值轴的材料专用焊接机器人的结构设计由上式可得轴的直径式中，,查表。代入数据得所设计轴的直径都大于,所以轴符合强度要求。基于的运动学仿真机器人焊枪末端的位置规划焊枪末端位置规划是指使焊枪端部按照位置不断地去拟合焊缝轨迹，对于本文机器人来说就是使得焊枪坐标系和焊缝的坐标系不断地重合，而暂时不考虑焊枪的姿态。设是三维空间中连续的光滑曲线，则在该曲线上任意点的切向法向和次法向方向上的单位矢量分别用，和来表示。这个矢量成为曲线的弗莱纳雪列矢量，使其适。
3、焊点，所以本文采用的两个自由度对焊枪的姿态进行控制，机器人的运动控制更直观。设计了基于卡控制的专用锚链焊接机器人的结构设计。完成了自动焊接机中机械部分的设计。通过对锚链的制作过程进行分析，完成了对主要部件的计算和校核。完成了锚链马鞍型曲线的自动焊接和自动焊接过程中的手动调节功能。利用对该机构进行虚拟装配，来验证部件间的装配关系是否合理和部件间是否发生干涉，以满足设计要求。对焊接机器人的结构进行了基于的运动仿真。由于实验条件限制，所做的工作还有待于进步深化和完善。今后，本课题还需在焊接机器人轨迹规划优化和焊缝跟踪控制等方面进行更加深入的研究，从而推动焊接机器人研究领域的持续发展。未来的弧焊机器人和其焊缝跟踪系统中还有相当多有意义的工作等待解决，同时它们也是非常有挑战性的。本文虽然对锚链自动焊接机结构进行了较为深入的研究，但随着焊接自动化控制技术的发展，还有许多课题有待研究通用马鞍型曲线焊缝插补算法的研究。增加焊接电压和焊接电流等工艺参数的实时控制的系统的研究。利用三次样条实现对任意复杂空间曲线插补的研究。基于嵌入式操作系统的数控系统的研究与开发。绪论焊接机器人的发展自从世界上第台工业机器人于年在美国诞生以来，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的限制。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。第三代是智能机器人。这类机器人不但。
4、具箱中有很多种建立机器人模型的方法，本文选用函数,利用工具箱建立焊接机器人模型的程序如下号连杆参数，以下类似构建机器人机器人命名基座旋转焊枪长度初始角度,机器人驱动命令利用工具箱建立的机器人模型如图图焊接机器人模型图运用对各个模块进行编程，各个程序模块结合起来，组成个完整的程序对机械臂的焊接轨迹进行仿真，仿真结果如图，文章给出了个不同方向的方针效果图，可以看到不同时间机械臂的运动情况专用焊接机器人的结构设计图焊接机器人的运动仿真图中，可以看出机械臂末端点的运动轨迹与锚链焊接所要求的马鞍形曲线是相吻合的。机械臂末端点能够很好地走出所需要的焊接轨迹，但在些位置，机械臂的姿态并不是很好，需要局部调整才能够更好地满足仿真焊接要求。结论在焊接生产中，锚链的焊接是种常见的焊接形式。对于大型船用锚链相贯线的焊接，很多工厂仍用手工焊来完成，制造周期长，劳动强度大，生产效率低，焊接质量难以保持稳定对于大型锚链在焊接的过程中，需要对焊接部位进行预热，在高温下人工操作环境非常恶劣。目前我国还没有掌握这类自动焊接系统的关键技术，发展具有中国自主知识产权的相贯线自动焊接系统与产品成为当前的迫切需要。基于此，本文深入地研究了马鞍形曲线焊缝的形状特征，设计了专用锚链焊接机器人的结构。本文的主要贡献建立了支管坐标系下的相贯线方程。通过数学方程式可以看出，支管坐标系下的相贯线描述比主管坐标系下的相贯线方程描述要简单，更能体现出相贯线的特点将相贯线分解为圆周运动与直线运动的合成。本文运用相贯线这个特点将机器人的操作机设计成三个自由度，每个自由度对应相贯线的个特征。另外由于锚链结构的特点，为了能使焊枪到达指定的。
5、各种先进的机器人系统将会进入人类生活的各个领域，成为人类的助手和伙伴。相贯线自动焊接机的发展现状与趋势相对于国外焊接自动化控制技术的发展，我国在该焊接领域的研究起步较晚。到目前为止，我国的焊接自动化率同发达工业国家相比差距甚远。从二十世纪末开始，国家开始逐渐在各行业推广自动焊的基础焊接方式气体保护焊，以取代传统的手工电弧焊。并以实现焊接过程的机械化自动化为战略目标，积极推动焊接生产的自动化和过程智能化，研发焊接生产线及柔性制造技术，将数控技术柔性制造技术等技术引入焊接生产，促进可焊接自动化技术的快速发展，取得了定的成果。在管件相交零件的焊接中，尤其是对环缝马鞍线焊缝的自动化技术，在我国的科研生产中，已经有了广泛的研究和应用。以下是两种卧式焊枪自动焊接机图卧式双焊枪环缝自动焊接机专用焊接机器人的结构设计图卧式单焊枪环缝自动焊除了卧式的焊接机，常用的结构形式还有立式焊接机图工件旋转焊接机图马鞍线焊接机以上是生产中常用的几种管件相交焊缝的自动化焊接机，采取工件立式卧式定位，气动压紧，焊枪绕工件工件绕焊枪旋转方式，由底座立柱压紧气缸座主传动机构焊枪手动调节机构焊枪夹持机构及电气控制部分等组成。焊枪工件回转速度无级可调，遍不同直径材质和厚度的工件可获得最佳的焊接速度，适用于支管及管道筒体相交的相贯线马鞍线接口或偏心的异性工件环缝的焊接。虽然目前对单个相贯线或多个相贯线但无障碍施焊的自动化焊接技术设备应用广泛，但从现有文献资料看，尚没有查到关于多相贯线连续焊接的避障式自动焊接设备的信息。近期生产的自动化焊接设备的设备精度和制造质量已接近现代金属切削机床。最值得注意的是，大多数焊接设备采。
6、当地排列成这列即可描述在任点的方向，即该点的旋转矩阵。同时由这个矢量构成的坐标系称为弗莱纳雪列坐标系。设为该曲线上从给定起始点沿曲线到当前点的弧长，表示任点的坐标矢量，则弗莱纳雪列矢量的定义如下式中表示，表示。而且在实际问题中，参数的几何意义更加明显，因此常用参数方程来表示轨迹曲线，需要用参数的形式来表示位置矢量。假设个变量和符合单调关系，则对于任矢量在这里，，因此，。这个关系对于标量同样适用。因此弗莱纳雪列矢量表达式可以改写成专用焊接机器人的结构设计相贯线曲线方程化为参数方程可得。因此，可以通过公式计算弗莱纳雪列三元矢量的各项，，，，式中，。。矩阵即表示相贯线上焊点的坐标旋转矩阵。求解该相贯线的坐标矩阵方程，可得如图所示的坐标矩阵图形，从图看到采用弗莱纳雪列三元矢量表示的相贯线上焊点旋转矩阵可以满足焊接过程中的焊缝位置表示要求。图相贯线上焊点旋转矩阵的弗莱纳雪列三元矢量表示专用焊接机器人的结构设计利用建模工。
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【毕业设计】专用焊接机器人的结构设计