05T焊接變位機(jī)的設(shè)計開題報告 115

1、開題報告題目：0.5T焊接變位機(jī)的設(shè)計1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述1. 1 題目背景在焊接生產(chǎn)中，經(jīng)常會遇到焊接變位及選擇合適焊接位置的情況，針對這些實(shí)際需要，我們設(shè)計和研制了焊接變位機(jī)，它可以通過工作臺的回轉(zhuǎn)和傾斜，使焊縫處于易焊位置。焊接變位機(jī)與焊接操作機(jī)配合使用，可以實(shí)現(xiàn)焊接的機(jī)械化，自動化，提高了焊接的質(zhì)量和焊接效率。焊接變位機(jī)可以應(yīng)用于化工，鍋爐，壓力容器，電機(jī)電器。鐵路交通，冶金等工業(yè)部門的自動焊接系統(tǒng)4。在現(xiàn)代加工和制造過程中，焊接變位機(jī)已悄然成為一種不可缺少的設(shè)備，其作用越來越突出。特別是近十年來，這一產(chǎn)品在我國工程機(jī)械行業(yè)有了大的發(fā)展，獲得了廣泛的應(yīng)用。各種機(jī)械產(chǎn)品和機(jī)械設(shè)備的

2、結(jié)構(gòu)件大多數(shù)都很復(fù)雜，尤其是各種機(jī)械的主要關(guān)鍵部件，其焊接質(zhì)量的好壞直接影響整機(jī)性能。而選擇合適的變位機(jī)能提高焊接質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，加強(qiáng)安全文明生產(chǎn)，有利于現(xiàn)場管理。特別是入世的沖擊，機(jī)械市場競爭將會越來越激烈，國內(nèi)企業(yè)必須適應(yīng)形勢通過焊接變位機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)備投入達(dá)到生產(chǎn)能力的革命。因此，近年來焊接變位機(jī)得到國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)的廣泛共識，對這方面的投入都在加大5。1.2 研究意義焊接變位機(jī)是一種焊接輔助設(shè)備，它與焊接操作機(jī)、焊接滾輪架并稱為焊接輔助設(shè)備中三大機(jī)。焊接變位機(jī)是應(yīng)焊接行業(yè)的機(jī)械化、自動化發(fā)展需要而產(chǎn)生的。焊接變位機(jī)作為一種焊接配套設(shè)備，用于管子橫向?qū)雍附?，?/p>

3、子與法蘭內(nèi)外環(huán)縫焊接，管子對管子全位置焊接。焊接變位機(jī)可水平翻轉(zhuǎn)角度，通過工作臺的回轉(zhuǎn)及翻轉(zhuǎn)運(yùn)動使工件上焊縫處于最理想的位置進(jìn)行焊接，從而大大提高焊縫質(zhì)量，減輕焊工勞動強(qiáng)度，尤其是適合焊接各種軸類、盤類、筒體等回轉(zhuǎn)工件的理想設(shè)備。1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 國內(nèi)研究現(xiàn)狀現(xiàn)在我國生產(chǎn)焊接變位機(jī)的廠家已經(jīng)不少，大都不成規(guī)模。以變?yōu)闄C(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展起來的企業(yè)，尚未形成。天津鼎盛公司工程機(jī)械有限公司、無錫市陽通機(jī)械設(shè)備有限公司、長沙海普公司、威達(dá)自動化設(shè)備有限公司等單位生產(chǎn)的變位機(jī)在國內(nèi)占有較大市場。到2000年，國內(nèi)已開發(fā)的變位機(jī)產(chǎn)品約70余種規(guī)格。以下簡單介紹這些變位機(jī)的基本型式。以上基本型產(chǎn)品發(fā)

4、展了17個系列，主要為普通型，用于手把焊。此外還有調(diào)速型、聯(lián)控型和機(jī)器人配套型產(chǎn)品。 但是，在我國焊接變位機(jī)時一個年輕的產(chǎn)品，由于制造業(yè)之間發(fā)展水平的差異，很多企業(yè)的焊接工位，還沒有裝備焊接變位機(jī)；同時相關(guān)的研究也比較薄弱。在人們眼中仍然認(rèn)為焊接變位機(jī)是一個無足輕重的產(chǎn)品。然而在國際上，包括各種功能的產(chǎn)品在內(nèi)，有百余系列。在技術(shù)上有普通型的，有無隙傳動私服控制型的；產(chǎn)品的額定負(fù)荷范圍達(dá)到0.1KN18000KN。我國對于焊接變位機(jī)的研究還處于一個低級階段。與焊接機(jī)器人配套用的變位機(jī)，開發(fā)了十余個品種。包括：工位變換機(jī)，如，立式雙工位、四工位、八工位變位機(jī)，雙座單回轉(zhuǎn)式八工位和傾翻回轉(zhuǎn)式雙工位變

5、位機(jī)等；與機(jī)器人配套焊接變位機(jī)，如，傾翻-回轉(zhuǎn)伺服傳動式、雙座單回轉(zhuǎn)伺服傳動式。多軸單回轉(zhuǎn)伺服傳動式等。一般來說生產(chǎn)焊接操作機(jī)、滾輪架、焊接系統(tǒng)及其他焊接設(shè)備的廠家，大都生產(chǎn)焊接變位機(jī)；生產(chǎn)焊接機(jī)器人的廠家，大都生產(chǎn)機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)。但是以焊接變位機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品的企業(yè)，非常少見。 國外研究現(xiàn)狀德國Severt公司，美國Aroson公司，算是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機(jī)的企業(yè)。德國的CLOOS、奧地利igm、日本松下機(jī)器人公司等，都生產(chǎn)伺服控制與機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)。Severt公司：該公司就生產(chǎn)8中類型的產(chǎn)品，其中7種是焊接變位機(jī)。每種型式的焊接變位機(jī)，按其功能講，均包括基本型、調(diào)速型、CN

6、C程控型和機(jī)器人配套型等4種產(chǎn)品；德國的CLOOS是國際生產(chǎn)焊接設(shè)備的大型公司之一。生產(chǎn)焊接機(jī)器人和焊接變位機(jī)等產(chǎn)品。也生產(chǎn)作為焊接機(jī)器人外部軸的焊接變位機(jī)。在我國，除可見與焊接機(jī)器人系統(tǒng)配套進(jìn)口的L型雙回轉(zhuǎn)式、傾翻-回轉(zhuǎn)式和單回轉(zhuǎn)式變位機(jī)外，還生產(chǎn)臥式單座單回轉(zhuǎn)WPV、立式單回傳RR502以及各種多軸焊接機(jī)器人配套的變位機(jī)。美國Aroson公司生產(chǎn)的焊接設(shè)備有焊接變位機(jī)、操作機(jī)、滾輪架等，可稱世界之最。這個公司生產(chǎn)的焊接變位機(jī)，主要類型為傾翻-回轉(zhuǎn)式、傾翻-回轉(zhuǎn)升降式。雙座雙回轉(zhuǎn)式，雙座單回轉(zhuǎn)式和雙座單回轉(zhuǎn)升降式。其承載能力范圍為11Kg18Kg噸。日本松下機(jī)器人公司。這個公司生產(chǎn)的機(jī)器人外

7、部設(shè)備-焊接變位機(jī)有12個系列。他們把傳動裝置、機(jī)座、夾具體等做成了標(biāo)準(zhǔn)模塊，集合而成這些產(chǎn)品系列。二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要內(nèi)容 該課題研究的基本內(nèi)容“0.5T伸臂式焊接變位機(jī)的設(shè)計”主要內(nèi)容有： 工作內(nèi)容：(1) 伸臂式焊接變位機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計。（2）伸臂式焊接變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計。其中包括，減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計和參數(shù)的選擇、電動機(jī)型號的選擇。（3）伸臂式焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計。其中包括，減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計和參數(shù)的選擇、夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。(4) 底座和箱體的簡單設(shè)計9。 2.2 研究方案、研究方法或措施 研究方案 0.5T伸臂式焊接變位機(jī)，如，主要由以下幾部

8、分組成：底座、電動機(jī)、皮帶傳動機(jī)構(gòu)、伸臂旋轉(zhuǎn)減速器、旋轉(zhuǎn)伸臂、工作臺、工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。其中底座、旋轉(zhuǎn)伸臂、工作臺采用焊件。而電動機(jī)是外購件。所以主要研究皮帶傳動機(jī)構(gòu)、伸臂旋轉(zhuǎn)減速器、工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12。其中皮帶傳動機(jī)構(gòu)主要由皮帶和兩個皮帶輪組成，在設(shè)計過程中采用皮帶傳動機(jī)構(gòu)主要是為了實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。伸臂旋轉(zhuǎn)減速器初步計劃采用兩級蝸輪蝸桿傳動來實(shí)現(xiàn)減速。因?yàn)閮杉壩佪單仐U傳動有傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)部包含電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)，電動機(jī)與減速機(jī)構(gòu)通過皮帶傳動來實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。減速機(jī)構(gòu)同樣采用兩級蝸輪蝸桿傳動來實(shí)現(xiàn)減速。在工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中安有測速發(fā)電機(jī)和導(dǎo)電裝置，前者可以進(jìn)行速度反饋，使工作

9、臺能以穩(wěn)定的焊速回轉(zhuǎn)，以便獲得優(yōu)良的焊縫成形。后者可防止焊接電流通過軸承、齒輪等傳動零件時起弧，產(chǎn)生“咬傷”零件的現(xiàn)象。在設(shè)計過程中，主要內(nèi)容是確定各帶輪的參數(shù)和蝸輪蝸桿的各項(xiàng)參數(shù)以及電動機(jī)的選擇。 圖2.2.1 伸臂式焊接變位機(jī) 已知參數(shù) 本次設(shè)計0.5T焊接變位機(jī)的基本參數(shù)如下表1：表1 0.5T焊接變位機(jī)的基本參數(shù)最大承載及驅(qū)動重量500 kg額定載荷時最大偏心距250 mm工作臺直徑800 mm翻轉(zhuǎn)角度范圍0120°翻轉(zhuǎn)速度0.75 r/min回轉(zhuǎn)速度0.11 r/min回轉(zhuǎn)調(diào)速方式變頻無級調(diào)速額定載荷時最大重心距250 mm翻轉(zhuǎn)電機(jī)功率0.75 KW三、本課題研究的重點(diǎn)及難

10、點(diǎn)，前期已開展工作3.1 重點(diǎn)及難點(diǎn)a. 重點(diǎn)掌握焊接變位機(jī)的工作原理，各機(jī)構(gòu)的聯(lián)系及運(yùn)動情況。b. 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計。c. 確定伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的傳動比。3.2 前期已開展的工作 在撰寫開題報告之前已在圖書館等查閱了大量關(guān)于焊接變位機(jī)方面的書籍、期刊等，并且在互聯(lián)網(wǎng)上搜索了一些的視頻、圖片和文字等信息，通過進(jìn)行了這些前期工作，使我對焊接變位機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理都有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，相信我能比較成功地完成這次的畢業(yè)設(shè)計。4、 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃第1周：消化課題題目，收集資料，明確設(shè)計的任務(wù)及要求；第2-4周：撰寫開題報告，開題檢查表。第5周：熟悉AutoCAD軟件和確

11、定設(shè)計方案；第6-11周：設(shè)計計算焊接變位機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)；第12-13周：應(yīng)用AutoCAD軟件繪制焊接變位機(jī)的總裝配圖以及主要部件的零部圖；第14-15周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計總結(jié)，編寫畢業(yè)設(shè)計論文，并作好答辯的準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見：閏土機(jī)械外文翻譯成品某寶dian 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日參考文獻(xiàn)1 王斌武. 應(yīng)用于采煤機(jī)滾筒制造的數(shù)控焊接變位機(jī)的設(shè)計與計算J. 煤械,2009,(7).2 王斌武. 數(shù)控焊接變位機(jī)在截割頭制造中的設(shè)計與應(yīng)用J. 煤炭技術(shù),2009,(11)3 楊超,劉紅旗,南光熙. 基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的同

12、步式變位焊接機(jī)分析J. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2008,(4).4 何立. 焊接與切割設(shè)備的使用和維修(七十八)烘干箱、變位機(jī)、操作機(jī)的使用與維修J. 電焊機(jī),2008,(8).5 何立. 焊接與切割設(shè)備的使用和維修(七十九)烘干箱、變位機(jī)、操作機(jī)的使用與維修J. 電焊機(jī),2008,(10).6 唐佳富. 新型焊接變位機(jī)的研制J. 機(jī)械工人.熱加工,2007,(1).7 何文平,王宗才,李鐵成. 球面環(huán)狀密封帶堆焊工藝分析及焊接雙變位機(jī)的設(shè)計J.煤礦機(jī)械,2007,(7).8 徐鹿眉,王鐵鈞. 變頻器在軋輥焊接機(jī)焊件組合變位控制中的應(yīng)用J. 電焊機(jī),2007,(8).9 劉遠(yuǎn)宏,李利平,侯文辭.

13、 一種自制焊接變位機(jī)的改進(jìn)設(shè)計J. 機(jī)械,2007,(11).10 何廣忠,高洪明,吳林. 基于焊接位置數(shù)學(xué)模型的變位機(jī)逆運(yùn)動學(xué)算法J. 機(jī)械工程學(xué)報,2006,(6).11 李旻,張小旭. T90型推土機(jī)行車架焊接變位機(jī)的改造J. 工程機(jī)械與維修,2006,(10).12 石玗,樊丁,王政,陳劍虹. 數(shù)控焊接變位機(jī)示教再現(xiàn)控制系統(tǒng)J. 焊接學(xué)報,2005,(1).13 任宇飛,許文清,于亮,嚴(yán)哲明,賈艷. L形雙回轉(zhuǎn)升降式焊接變位機(jī)J. 工程機(jī)械,2005,(3).14 機(jī)械手冊（新版3）M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.15 朱龍根.簡明零件設(shè)計手冊M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.16

14、 S.B. Chen, N. Lv Research evolution on intelligentized technologies for arc welding processM. Original Research Article Journal of Manufacturing Processes, In Press, Corrected Proof, Available online 21 September 2013.17 H.Yang,H.Shao. Distortion-oriented welding path optimization based on elastic net methodand genetic algorithmM. Original Research Article Journal of Materials Processing Technology, Volume 209, Issue 9, 1 May 2009, Pages 4407-4412.18 R.S.Florea,C.R.Hubbard,K.N.Solanki,D.J. Bammann, W.R. Whittington, E.B.