钢丝网架焊接机械手的结构设计毕业设计..doc

绪 论 根据建材市场的需求和国家关于创新发展新型墙体材料政策的实施，国家对建筑用材有了更加严格的要求，建筑节能越来越得到人们的高度重视。我国全面展开了建筑节能工作，迄今为止国家已对全国50%以上的地区下达节能强制性标准和要求的文件。传统的通过高温烧结黏土形成的红砖作为墙体材料的生产过程严重破坏生态环境，并极度浪费资源与能源，成为经济社会可持续发展的最大障碍之一。 钢丝网架珍珠岩夹芯板是一种新型墙体材料，它以其自重轻、保温、隔热、隔音、抗震能力高、施工方便、价格低廉等优点，广泛应用于工业建筑与民用建筑框架结构中的非承重墙体和防火要求高的防火通道、防火墙等部位。 工业机器人技术的研究、发展与应用，使得在生产生活中很多人力难以实现任务通过机器人得以完成，同时也提高了生产效率，有力地推动了世界工业技术的发展。特别是焊接机器人在高质、高效的焊接生产中，发挥了极其重要的作用。在当前服役的各类工业机器人中，焊接机器人占了很大比例，其中日本是世界上拥有机器人最多的国家，焊接机器人占到日本机器人总量的35%[2]。 工业机器人又称机械手，由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置组成，是一种仿人操作、自动控制、能在三维空间完成各种作业任务的机电一体化设备，它不但具有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，同时还具有机器长时间工作、精确度高、抗恶劣环境强的能力。它对提高生产效率，改善劳动条件和产品的更新换代起着十分重要的作用[3]。 目前，我国的珍珠岩行业整体水平较差，大多以小企业为主，生产设备比较陈旧，能耗高，生产效率较低，综合起来并不能体现钢丝网架珍珠岩夹芯板的优越性。尤其在钢丝网架生产最后一道工序的焊接作业中采用手工焊接，自动化程度低，影响了企业的长远发展。本文在吸取已有生产设备优点的基础上，为提高钢丝网架焊接作业的自动化程度设计了焊接机械手，使珍珠岩墙体的制备机械达到较高的自动化水平，以大力提高生产效率。 通过引用新设备、新技术，可以大大降低产品的人力资源成本，加速珍珠岩材料在建材市场中的应用，从而降低利用宝贵的粘土资源烧制的红砖块的使用，为推动了我国珍珠岩工业的发展，具有重要的现实意义。 由以上背景综合起来不难发现，钢丝网架珍珠岩夹芯板墙体材料有巨大的市场潜力，也是应我国发展绿色墙体材料的进程而生。为提高墙体材料生产制造的效率，有必要开展对钢丝网架珍珠岩焊接机械手的研究设计，实现珍珠岩夹芯板焊接作业的自动化。 本文的主要章节如下: 第1章：简要介绍了本课题研究的焊接机械手的工作环境。 第2章：焊接机械手的总体方案设计：根据作业要求机械结构设计特点，进行本设计机构的选型，并却确定机械手自由度，材料的选用，机械手主杆件尺寸的确定。 第3章：完成了机械手传动系统设计与驱动方式的选择。 第4章：机械手各部分结构的设计：根据机械手的主要杆件尺寸并利用三维建模SolidWorks软件完成焊接机械手的机械结构装置设计，绘制各个工件的三维图。 第5章：选择合适的标准件级专业件，并完成装配工作。绘制主要零件二维工程图。 总结与展望：总结本文主要工作，及这次毕业设计的经验，并对后续学习工作进行展望。 焊接机械手的工作环境 钢丝网架珍珠岩夹芯板是以膨胀珍珠岩为芯材，中间埋设S型钢丝骨架，芯材两面覆以钢丝平网，通过焊接将钢丝网与S型骨架焊成一体，并以水泥砂浆作面层的复合墙板，钢丝网架珍珠岩夹芯板结构如图1-1所示。钢丝网架是由平网和S型钢丝焊接而成，网架厚度约为76mm；内填胶凝压制成型的膨胀珍珠岩芯板，厚度约为5Omm，珍珠岩内固定有S型钢型骨架[4]。 目前夹芯板的成型工艺一般由机械成网和手工成板两部分组成。机械成网是钢丝网焊接机组(如PMH-25型机组)完成。镀锌钢丝经转盘放线架、纵丝调直机调直、剪网机切割、平网点焊机、卸网架等焊接成100mm×100mm的平网格板；弯曲机将调直的镀锌钢丝弯曲成若干S型钢丝，构成轴向网架；平网在两边定位固定，用专用工具为S型钢丝定位；膨胀珍珠岩颗粒与泡花碱、憎水剂等材料按配方比例混合后，定量送人装有S型钢丝的模具中，在压力机下压制成型；成型芯板再经翻转，除去压制外模，叠放后进入烘干窑烘烤。机械成网的加工过程可由可编程控制器控制，工作可靠，操作简单，自动化程度较高。 出窑后在焊台上手工成板，用点焊机将S网的凸点分别焊在两边的平网上，脱去芯板内模框后经检验、包装人库，从而制成整体式S型穿丝焊接成钢丝网架芯板。手工成板过程现阶段未实现自动化，要耗费大量的人力和时间，钢丝网架生产工艺流程和焊接生产现场如图1-2和图1-3所示。在此情况下，单一通过手工焊接难以满足焊接质量和焊接效率的要求，使得钢丝网架珍珠岩夹芯板的产量难以有较大的提升，因而迫切需要提高焊接过程的自动化程度。 图