一種焊接操作機的機構(gòu)設(shè)計開題報告及文獻綜述

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一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計）題目 一種焊接操作機的機構(gòu)設(shè)計 2．研究領(lǐng)域 機械制造 3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 焊接作為一種先進的制造工藝技術(shù)，已發(fā)展成為融材料學、力學、熱處理學、冶金學、自動控制學、電子學、檢驗學等學科為一體的綜合性學科。焊接技術(shù)正逐步集成到產(chǎn)品的全生命周期，焊接技術(shù)從單一的加工工藝發(fā)展成新興的綜合性工程技術(shù)， 焊接作為一種廣泛的系統(tǒng)工程，其應(yīng)用范圍不僅應(yīng)用于重型機械、電力設(shè)備、石油化工、交通運輸建筑、航天航空，還擴大到電子器件、家用電器、醫(yī)療器械、通訊工程等領(lǐng)域。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 近幾十年來，隨著科技的日新月異，焊接設(shè)備和焊接方法也得到了長足的發(fā)展。目前，國外焊接設(shè)備的顯著特點是高精度、高質(zhì)量、高可靠度、數(shù)字化、智能化控制、大型化、集成化以及多功能化。而國內(nèi)無論從產(chǎn)品構(gòu)成還是技術(shù)發(fā)展方向上看，正在向高效、自動化智能化、節(jié)能、環(huán)保型的焊接方向上發(fā)展。焊接是制造工業(yè)中最重要的工藝技術(shù)之一。它在機械制造、核工業(yè)、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和電子等行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，焊接已從簡單的構(gòu)件連接方法和毛坯制造手段發(fā)展成為制造行業(yè)中一項基礎(chǔ)工藝和生產(chǎn)尺寸精確的制成品的生產(chǎn)手段。傳統(tǒng)的手工焊接已不能滿足現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)品制造的質(zhì)量，數(shù)量要求。因此保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)率和改善勞動條件已成為現(xiàn)代焊接制造工藝發(fā)展亟待解決的問題。 尤其近年來，我國焊接裝備制造行業(yè)的技術(shù)水平有了長足的進步。焊接裝備的成套性、自動化程度、制造精度和質(zhì)量明顯提高，應(yīng)用范圍正逐步擴大，尤其是國家制定了拉動內(nèi)需的政策，進一步促進了焊接裝備制造行業(yè)的發(fā)展。盡管我國成套焊接裝備的年產(chǎn)量不足5 億元，但是對我國焊接結(jié)構(gòu)制造行業(yè)的發(fā)展卻起著舉足輕重的作用?？梢灶A計，今后幾年內(nèi)，隨著世界制造業(yè)中心逐漸向中國轉(zhuǎn)移，我國傳統(tǒng)制造業(yè)必須加快技術(shù)改造，大量采用高度自動化的加工設(shè)備，促使我國焊接裝備制造業(yè)生產(chǎn)根本性的變革。進入新世紀以來，我國焊接結(jié)構(gòu)制造業(yè)和一個引人注目的動向是想多參數(shù)、高精度、重型化和大型化發(fā)展。其中包括 1000MW 以上火力、水利和核能發(fā)電設(shè)備， 年產(chǎn) 60 萬 T 以上化工煉油設(shè)備，10 萬 T 以上遠洋貨輪，大型建筑結(jié)構(gòu)，大跨度橋梁， 跨省跨國輸油輸氣管，海洋建筑，冶金設(shè)備，重型機構(gòu)航空航天工程，大型客車和告訴鐵路車輛等。2002 年我國焊接結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼耗材量將超過 8000 萬 T。為實現(xiàn)上述發(fā)展目標，對焊接裝備提出了越來越高的要求，迫切需要各種高性能、高精度、高自動化的焊接裝備。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 焊接機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、立柱回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走臺、緊鎖機構(gòu)等機構(gòu)等機構(gòu)設(shè)計，分析環(huán)保及經(jīng)濟性 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） 擬定焊接操作機的整體結(jié)構(gòu)、必要的運動參數(shù)設(shè)計計算、立柱回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計、相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計計算、行走臺機構(gòu)設(shè)計、行走臺相關(guān)尺寸的設(shè)計、鎖緊機構(gòu)設(shè)計、 3.本論文（設(shè)計）預期取得的成果 焊接操作機裝配圖及其零件圖，畢業(yè)設(shè)計說明書，文獻翻譯、三維建模及仿真 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； 機械設(shè)計制造 2.論文（設(shè)計）進度計劃 第 1 周：接受題目，了解題目內(nèi)容要求，明確畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，開始查找相關(guān)文獻資料 第 2 周：查閱資料，筆記摘錄，準備撰寫開題報告 第 3 周：撰寫文獻綜述，完成開題報告，外文文獻翻譯 第 4 周：修改完善，開題報告答辯 第 5 周：擬定焊接操作機的整體結(jié)構(gòu) 第 6 周：必要的運動參數(shù)設(shè)計計算 第 7 周：立柱回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計 第 8 周：相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計計算 第 9 周：行走臺機構(gòu)設(shè)計 第 10 周：行走臺相關(guān)尺寸的設(shè)計 第 11 周：鎖緊機構(gòu)設(shè)計 第 12 周：機構(gòu)零件圖繪制及三維建模 第 13 周：裝配圖繪制及三維造型 第 14 周：編寫設(shè)計說明書 第 15 周：檢查修改，準備參加答辯 四、需要閱讀的參考文獻 [1]濮良貴，等.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2001 [2]成大光.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,1993 [3]楊春利.電弧焊基礎(chǔ)[M] .哈爾濱:機械工業(yè)出版社,2003 [4]成都電焊機研究所. 北京:焊接設(shè)備選用手冊[M],2006 [5]張景利.7m7m 自動焊接操作機設(shè)計[J].一重技術(shù)，2010（2）:27-30 [6]姜振平，張文明.七自由度焊接操作機示教系統(tǒng)設(shè)計[J].熱加工工藝， 2013, 42(11):215-217 [7]王斌.自動焊接操作機焊接船用鍋爐裝置的設(shè)計[J].中國重型裝備，2013 [8]周冠軍.平臺式埋弧焊接操作機的制作[J].石油質(zhì)地與工程，1997(1):38-40 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世紀先進制造技術(shù)的發(fā)展要求看， 焊接自動化生產(chǎn)是必然趨勢。 焊接操作機應(yīng)用：焊接操作機是與焊接滾輪架、焊接變位機等組合，對構(gòu)件的內(nèi)外環(huán)縫、角焊縫、內(nèi)外縱縫進行自動焊接的專用設(shè)備，有固定式、回轉(zhuǎn)式、全位置等多種結(jié)構(gòu)形式。可根據(jù)用戶的需求選擇結(jié)構(gòu)并配套各種焊機以及增加跟蹤、擺動、監(jiān)控、焊劑回收輸送等輔助功能.焊接操作機組成原理：主要由操作裝置、控制裝置、動力源裝置、工藝保障裝置組成。 焊接操作機是將焊接機頭準確的送到并保持到待焊位置或以選定的焊接速度沿著規(guī)定的軌跡移動焊接機頭的焊接。 焊接操作機的結(jié)構(gòu)形式很多，使用范圍廣，長與焊件變位機械相配合，完成各種焊接作業(yè)。 按其結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用特點可分為三種： 1、平臺式焊接操作機：平臺式焊接操作機又分為單軌臺車式和雙軌臺車式兩種。單軌臺車式焊接操作機實際上還有一條軌道，不過該軌道一般設(shè)置在車間的立柱上， 車間橋式起重機移動往往引起平臺振動，從而影響焊接過程的正常進行。平臺式焊接操作機的機動性、使用范圍和用途均不如伸縮臂式焊接操作機，在國內(nèi)的應(yīng)用已逐年減少。 2、橫臂式焊接操作機：這類焊接操作機根據(jù)橫臂的結(jié)構(gòu)不同有分為懸臂式焊接操作機和伸縮臂式焊接操作機。懸臂式操作機頭固定在懸臂的一端或沿著懸臂移動， 懸壁安裝在立柱上，可沿立柱升降并繞立柱轉(zhuǎn)動，立柱有的安裝在底座上，有的通過底座安裝在行走臺車上。折臂式操作機有兩節(jié)，相互鉸接，整個懸臂立柱也是鉸接， 可沿著立柱升降，焊接小車坐落在懸臂上或者醬雞頭安裝在懸臂的前端，其他結(jié)構(gòu)與懸臂式操作機相同。 3、門式焊接操作機：這種焊接操作機有兩種結(jié)構(gòu)：一種是焊接小車座落在沿門架可升降的工作平臺上，并可沿平臺上的軌道橫向移動；另一種是焊接機頭安裝在一套升降裝置上，該裝置又座落在可沿橫梁軌道移動的跑車上 焊接操作機一般由立柱、橫梁、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、臺車等部件組成。各部件為積木式結(jié)構(gòu)，一般立柱、橫梁為其基本部件，其余部件可據(jù)用戶使用要求選配。立柱及橫梁采用折彎焊接結(jié)構(gòu)件，具有很好的剛性。 輕、中型、重型焊接操作機均采用三角型導軌，超重型采用平面方形導軌，均經(jīng)刨床加工。 保證了導軌的高精度及其耐磨性。 應(yīng)用于壓力容器中鍋爐汽包， 石化容器等圓筒形工件的內(nèi)外縫的縱縫焊和環(huán)縫焊焊接。 傳動形式與驅(qū)動機構(gòu)： 1）伸縮臂與平臺的升降 操作機的平臺升降多為恒速或快、慢兩檔速度；伸縮臂的升降多為快、慢兩檔速度或無極變速，速度在 0.5~2m/min 之間者為多。 2）伸縮臂的回轉(zhuǎn) 伸縮臂的回轉(zhuǎn)運動有手動和恒速電動兩種驅(qū)動形式，前者多用于小型操作機，后者多用于大中型操作機?；剞D(zhuǎn)速度一般為 0.6r/min,在回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中還設(shè)有手動鎖緊裝 置。 不管是圓形立柱或非圓形立柱，伸縮臂的回轉(zhuǎn)幾乎都采用立柱自身回轉(zhuǎn)式，立柱 底端直接（手動回轉(zhuǎn)）或通過齒圓（電動機驅(qū)動）座落在推力軸承上，保證立柱的靈活轉(zhuǎn)動。 3）伸縮臂的進給（伸縮） 伸縮臂的進給運動多為直流電動機驅(qū)動，進來也有用直流或交流伺服電動機驅(qū)動 的。 由于焊縱縫時伸縮臂要以焊速進給，所以對其以焊速運行的平穩(wěn)性要求較高，進 給速度的波動要小于 5%；有的操作機還設(shè)有一檔空程速度，多在 180~240m/h 之間， 以提高作業(yè)效率。為了保證到位精度和運行安全，在進給系統(tǒng)中設(shè)有制動和行程保護裝置。 焊接作為機械制造業(yè)中僅次于裝備加工和切削加工的第三大加工作業(yè)，對其進行機器人柔性加工技術(shù)及其相關(guān)的控制器 PC 化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化的應(yīng)用研究已成為焊接自動化發(fā)展的必然趨勢。