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焊接机械手毕业设计

【篇一：自动焊接机械手设计(毕业设计)】

自动焊接机械手设计

1绪论

1.1技术概述

工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测

传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三

维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多

品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效

率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、

人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活

跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动

化水平的重要标志。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长

和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速

反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗

恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它

是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术

领域不可缺少的自动化设备。

1.2现状及国内外发展趋势

国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：

(1)工业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，平均单机价格从91年的10．3

万美元降至97年的6．5万美元。

(2）机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电

机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组

方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。

(3)工业机器人控制系统向基于pc机的开放型控制器方向发展，便

于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模

块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

(4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加

速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，

而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、

触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器

融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

(5)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。

(6)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，即遥控加局部自主系统构成完

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。

(7)机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，

这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应

用的领域。

解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、

通用化、模化设计，积极推进产业化进程。

我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不

少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000米水下无缆机器人的

成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机

器人、爬壁机器人、管道机器人等机种；在机器人视觉、力觉、触

觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发

展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统

遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则

刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，

有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以

期在“十五”后期立于世界先进行列之中。

1.3“十五”目标及主要研究内容

1.3.1目标

中国工业机器人现在的总装机量约为1200台，其中国产机器人占

有量约为1/3，即400多台。与世界机器人总装机台数75万台相比，

中国总装机量仅占万分之十六。对中国这样一个12亿人口的大国来

说，差距是很明显的。装机数量少，说明了我国的工业化程度与工

业发达国家的差距大。因为工业机器人的诞生和应用发展是以工业

生产高度自动化和柔性化为大背景的。除数量外，差距还表现在已

有的机器人的利用率不高，以进口的弧焊机器人为例，据调查，完

全正常运转，充分发挥效益效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满

或不能安全正常运转状态，原因是生产管理及使用维护存在不合理

现象或问题；还有1/3不能正常使用，这是