噴漆機器人設計-機身系統(tǒng)設計,噴漆機器人設計-機身系統(tǒng)設計,噴漆,機器人,設計,機身,系統(tǒng) 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學 生 姓 名： （3號楷體） 學 號： （用3號楷體） 專 業(yè)： （用3號楷體） 設計(論文)題目： （用3號楷體） 指 導 教 師: （用3號楷體） 年 月 日  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 摘要 本課題的主要內(nèi)容是采用機器人代替人來進行噴漆作業(yè)，機器人可以代替很多重復性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。結(jié)合設計的各方面的知識，在設計過程中學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題。解決問題.研究問題。并且在設計中融入自己的想法和構(gòu)思，提高自己的創(chuàng)新能力。盡力使機器人使用方便，結(jié)構(gòu)簡單。 關鍵詞 機器人 ，噴漆機器人 ，結(jié)構(gòu)設計，步進電機 1、噴涂機器人定義 噴涂機器人又叫噴漆機器人（spray painting robot）， 是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集 團）發(fā)明。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統(tǒng)組成，液壓驅(qū)動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。多采用5或6自由度關 節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運動空間，并可做復雜的軌跡運動，其腕部一般有2～3個自由度，可靈活運動。較先進的噴漆機器人腕部采用柔性，既可向各個方向 彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。噴漆機器人一般采用液壓驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特 點，可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn)示教。噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。[1-2] 噴涂機器人的主要優(yōu)點（1）柔性大。工作范圍大大。（2）提高噴涂質(zhì)量和材料使用率。（3）易于操作和維護?？呻x線編程，大大的縮短現(xiàn)場調(diào)試時間。（4）設備利用率高。噴涂機器人的利用率可達90%-95%。 2、噴漆機器人研究現(xiàn)狀 噴漆機器人是七十年代發(fā)展起來的自動化機械，它可以模仿人手的動作區(qū)完成噴漆作業(yè)，程序可按需要變動，所以適合多品種小批量生產(chǎn)。機器人能夠突破人體生理條件極限，代替人們?nèi)氖赂邷?、放射性、噴霧、沙塵等危險、繁重而又單調(diào)的工作。 噴漆機器人在國外已經(jīng)廣泛應用，而我國主要采用進口的機器人。工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。 目前我國噴漆行業(yè)比較缺乏噴漆機器人，因此，該產(chǎn)品在我國有較好的發(fā)展前景。噴漆機器人由橫向手臂、直立手臂、支撐桿、擺動液壓缸、支承工作臺、氣缸、噴槍等部分組成，它的主要功能是配合液壓控制系統(tǒng)完成產(chǎn)品表面的噴漆工作。 3、噴漆機器人研究目的及意義 本課題所設計的噴漆機器人適合目前我國噴漆生產(chǎn)的要求，能夠達到噴涂質(zhì)量好、工作性能穩(wěn)定等目的。在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平， 工業(yè)機器人是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術(shù)設備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化，推動工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實踐證明，工業(yè)機器人可以代替人的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機器人是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進行操作以保護人身安全，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 4、噴漆機器人應用特點 常規(guī)的熱噴涂過程是：采用電、化學或機械能，產(chǎn)生一種高速焰流，粉末被導入焰流，二者相互作用，熱量與動量從焰流傳送到顆粒，后者得到升溫與加速。在與基體表面碰撞時，顆粒的熱能與動能使顆粒產(chǎn)生濺落，被粘附于基體表面，形成涂層。在諸如燃燒火焰或等離子焰這類高溫過程中，顆粒被熔化，義液滴形態(tài)撞擊到基體表面，繼而濺落并驟冷，彼此之間互銷，形成涂層。 應當說，在熱噴涂過程中，熱能和速度是相輔相成的兩個非常重要的要素，它們的每一步飛躍都促成了熱噴涂技術(shù)的進展。想當初，等離子噴涂工藝的出現(xiàn)，推動了熱噴涂技術(shù)產(chǎn)生了巨大的飛躍。這是熱能（溫度）的一次跨躍；而HVOF的登場，則是速度的較量。盡管等離子噴涂工藝至今仍然占據(jù)著熱噴涂中的老大地位，但不得否認，HVOF問世以來，它的傳統(tǒng)優(yōu)勢正面臨挑戰(zhàn)。一個明顯的問題是，過程的高溫會使一些材料發(fā)生相變、分解或C、B等元素的損失，影響涂層性能，從而使一些重要的噴涂材料，如WC-Co核NiCr-Cr3C2等，正在成為HVOF最佳的選取對象，更何況，涉及到一些涂層的重要性能方面，如涂層的結(jié)合強度、內(nèi)聚強度和致密度等，等離子噴涂已失去固有的優(yōu)勢，讓位于HVOF工藝。 與等離子噴涂相比，HVOF（或HVAF）噴涂過程，顆粒的受熱減弱而飛行速度得到加強，在到達基體表面時，增強的動能轉(zhuǎn)化為熱能，使顆粒熔化并導致濺落，熱能的不足被增強的動能所補償。然而，人們發(fā)現(xiàn)，這一過程仍存在著氧化問題。事實上，HVOF噴涂顆粒被撞擊到基體表面之后，以及在從高溫降到常溫的過程中，都伴隨著氧化，也會出現(xiàn)分解，冷噴涂正是在這種趨勢及要求的背景下產(chǎn)生出來。 參 考 文 獻 [1] 龔振幫.噴漆機器人機械設計[M] .北京:：電子工業(yè)出版社，1995 [2] 袁任光.可編程序控制器（PLC）應用技術(shù)與實例.廣州：華南理工大學出版社，2003 [3] 熊有倫.噴漆機器人技術(shù)基礎.武漢：華中科技大學出版社，1996 [4] 郁漢琪，郭健.可編程序控制器原理及應用.北京：中國電力出版社，2004 [5] 王兆義.可編程控制器教程.北京：機械工業(yè)出版社，1993 [6] 丁煒，魏孔平.可編程控制器在工業(yè)控制中的應用.北京：化學工業(yè)出版社，2004 [7] 成大先.機械設計手冊[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2002 [8] 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊第二版[M] .北京：高等教育出版社，1999. [9] 廖念釗，莫雨松，李碩根，楊興駿.互換性與技術(shù)測量第四版[M] .北京：中國計量出版社，2000 [10] 陳錦昌，劉就女，劉林.計算機工程制圖.廣州：華南理工大學出版社，1999 [11] 曲東越.大型專用噴漆機器人的設計與應用.應用科技，2000，27（1）：27-30 [12] 胡勝海.靜電噴漆機器人.涂料工業(yè)，1981（1）：18-20  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 要研究的問題 在本次設計中，擬應用到的文獻涉及機械原理機械設計類，機械繪圖類，機械工程控制類，機械工程材料和力學以及工業(yè)機器人或工業(yè)機器人手臂相關的資料，在設計過程中這些材料可以首先幫我們從整體上了解與機器人手臂相關的技術(shù)以及現(xiàn)在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；其次，利用這些資料，可以在設計過程中進行合理的結(jié)構(gòu)分析和設計方案的初步制定；最后，機器人臂設計過程中的所需材料的選擇，設計與校核計算，運動過程的控制以及其他的注意事項，都可以在相關文獻資料中得到一些指導與幫助。 機器人本體由機座、腰部、大臂、小臂、末端執(zhí)行器和驅(qū)動裝置組成。共有六個自由度，依次為腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰、回轉(zhuǎn)、俯仰、側(cè)擺。 機器人采用電動機驅(qū)動。這種驅(qū)動方式具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點，這也是現(xiàn)代機器人應用最多的驅(qū)動方式。為實現(xiàn)機器人靈活自由地移動，驅(qū)動系統(tǒng)使用了蓄電池供電。電動機可以選擇步進電機或直流伺服電機。使用直流伺服電機能構(gòu)成閉環(huán)控制，精度高，額定轉(zhuǎn)速高，但價格較高，而步進電機驅(qū)動具有成本低，控制系統(tǒng)簡單的優(yōu)點。確定這種機器人的5 個關節(jié)都采用步進電驅(qū)動，開環(huán)控制。各部件組成和功能描述如下： (1) 底座部件： 底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動部件和步進電機等。2) 腰部回轉(zhuǎn)部件： 腰部回轉(zhuǎn)部件包括腰部支架、回轉(zhuǎn)軸、支架、諧波減速器和步進電機、制動器等。作用是支承大臂部件，并完成腰部回轉(zhuǎn)運動。在腰部支上固定著驅(qū)動大臂俯仰和小臂俯仰的電機。 (3) 大臂部件：包括大臂和傳動部件。 (4) 小臂部件：包括小臂、減速齒輪箱、傳動部件、傳動軸等，在小臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動三個運動的步進電機 (5) 部件：包括殼體、傳動齒輪和傳動軸、機械接口等. 擬采用的研究手段（途徑）:在前期得做好各項準備，要查閱大量的文獻了解噴漆機器人的結(jié)構(gòu)，并在CAD，上畫出這個零件，認真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當中就需要一些工具書比如機械手冊，以及有關教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： ××××××××（小4號宋體，1.5倍行距）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測： ××××××××（小4號宋體，1.5倍行距）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日