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一種焊接操作機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述

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一種焊接操作機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述

一、選題依據(jù)1論文(設(shè)計(jì))題目一種焊接操作機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2研究領(lǐng)域機(jī)械制造3論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值焊接作為一種先進(jìn)的制造工藝技術(shù),已發(fā)展成為融材料學(xué)、力學(xué)、熱處理學(xué)、冶金學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、電子學(xué)、檢驗(yàn)學(xué)等學(xué)科為一體的綜合性學(xué)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(jī)械、電力設(shè)備、石油化工、交通運(yùn)輸建筑、航天航空,還擴(kuò)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(diǎn)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(dòng)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(jī)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(xué)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(xiàng)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(dòng)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(jìn)步。焊接裝備的成套性、自動(dòng)化程度、制造精度和質(zhì)量明顯提高,應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大,尤其是國家制定了拉動(dòng)內(nèi)需的政策,進(jìn)一步促進(jìn)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(duì)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(yù)計(jì),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(dòng)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(jìn)入新世紀(jì)以來,我國焊接結(jié)構(gòu)制造業(yè)和一個(gè)引人注目的動(dòng)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(yuǎn)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(jī)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(shí)現(xiàn)上述發(fā)展目標(biāo),對(duì)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(dòng)化的焊接裝備。二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題焊接機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、立柱回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走臺(tái)、緊鎖機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),分析環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路)擬定焊接操作機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、必要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、立柱回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算、行走臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、行走臺(tái)相關(guān)尺寸的設(shè)計(jì)、鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果焊接操作機(jī)裝配圖及其零件圖,畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書,文獻(xiàn)翻譯、三維建模及仿真三、論文(設(shè)計(jì))工作安排1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)); 機(jī)械設(shè)計(jì)制造2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)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(jì)任務(wù),開始查找相關(guān)文獻(xiàn)資料第 2 周:查閱資料,筆記摘錄,準(zhǔn)備撰寫開題報(bào)告第 3 周:撰寫文獻(xiàn)綜述,完成開題報(bào)告,外文文獻(xiàn)翻譯第 4 周:修改完善,開題報(bào)告答辯第 5 周:擬定焊接操作機(jī)的整體結(jié)構(gòu)第 6 周:必要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算第 7 周:立柱回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第 8 周:相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算第 9 周:行走臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第 10 周:行走臺(tái)相關(guān)尺寸的設(shè)計(jì)第 11 周:鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第 12 周:機(jī)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(jì)說明書第 15 周:檢查修改,準(zhǔn)備參加答辯四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)1濮良貴,等.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,20012成大光.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,19933楊春利.電弧焊基礎(chǔ)M .哈爾濱:機(jī)械工業(yè)出版社,20034成都電焊機(jī)研究所. 北京:焊接設(shè)備選用手冊(cè)M,20065張景利.7m7m 自動(dòng)焊接操作機(jī)設(shè)計(jì)J.一重技術(shù),2010(2):27-306姜振平,張文明.七自由度焊接操作機(jī)示教系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.熱加工工藝, 2013,42(11):215-2177王斌.自動(dòng)焊接操作機(jī)焊接船用鍋爐裝置的設(shè)計(jì)J.中國重型裝備,20138周冠軍.平臺(tái)式埋弧焊接操作機(jī)的制作J.石油質(zhì)地與工程,1997(1):38-409王剛.正倒裝兩用橫縫埋弧自動(dòng)焊接操作機(jī)的研制J.焊接技術(shù),2011(12)10范宇,張華.基于旋轉(zhuǎn)電弧立焊裝置設(shè)置與軌跡規(guī)劃J.中國機(jī)械工程, 2016,27(13)11王華.平面型弧焊機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)J.江蘇現(xiàn)代計(jì)量,2014(3)12T Song,F(xiàn) Xi,S Guo,Y Lin.Optimization of a Mobile Platform for a Wheeled ManipulatorJ,Journal of Mechanisms & Robotics,2016,8(6)13K Wu,J Yu,G Zong,X Kong.A Family of Rotational Parallel Manipulators With Equal-Diameter Spherical Pure RotationJ.Journal of Mechanisms & Robotics.2013,6(1):267-28014KJ Ning,MY Zhao,J Liu.A New Wire-Driven Three Degree-of-Freedom Parallel ManipulatorJ.JournalofManufacturingScience&Engineering,2006,128(3):816-819附:文獻(xiàn)綜述或報(bào)告文獻(xiàn)綜述焊接是制造工業(yè)中最重要的工藝技術(shù)之一。它在機(jī)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(xué)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(xiàng)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(dòng)條件已成為現(xiàn)代焊接制造工藝發(fā)展亟待解決的問題。從 21 世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展要求看, 焊接自動(dòng)化生產(chǎn)是必然趨勢。焊接操作機(jī)應(yīng)用:焊接操作機(jī)是與焊接滾輪架、焊接變位機(jī)等組合,對(duì)構(gòu)件的內(nèi)外環(huán)縫、角焊縫、內(nèi)外縱縫進(jìn)行自動(dòng)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(jī)以及增加跟蹤、擺動(dòng)、監(jiān)控、焊劑回收輸送等輔助功能.焊接操作機(jī)組成原理:主要由操作裝置、控制裝置、動(dòng)力源裝置、工藝保障裝置組成。焊接操作機(jī)是將焊接機(jī)頭準(zhǔn)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(dòng)焊接機(jī)頭的焊接。焊接操作機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多,使用范圍廣,長與焊件變位機(jī)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(diǎn)可分為三種:1、平臺(tái)式焊接操作機(jī):平臺(tái)式焊接操作機(jī)又分為單軌臺(tái)車式和雙軌臺(tái)車式兩種。單軌臺(tái)車式焊接操作機(jī)實(shí)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(jī)移動(dòng)往往引起平臺(tái)振動(dòng),從而影響焊接過程的正常進(jìn)行。平臺(tái)式焊接操作機(jī)的機(jī)動(dòng)性、使用范圍和用途均不如伸縮臂式焊接操作機(jī),在國內(nèi)的應(yīng)用已逐年減少。2、橫臂式焊接操作機(jī):這類焊接操作機(jī)根據(jù)橫臂的結(jié)構(gòu)不同有分為懸臂式焊接操作機(jī)和伸縮臂式焊接操作機(jī)。懸臂式操作機(jī)頭固定在懸臂的一端或沿著懸臂移動(dòng), 懸壁安裝在立柱上,可沿立柱升降并繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng),立柱有的安裝在底座上,有的通過底座安裝在行走臺(tái)車上。折臂式操作機(jī)有兩節(jié),相互鉸接,整個(gè)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(jī)相同。3、門式焊接操作機(jī):這種焊接操作機(jī)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(tái)上,并可沿平臺(tái)上的軌道橫向移動(dòng);另一種是焊接機(jī)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(dòng)的跑車上焊接操作機(jī)一般由立柱、橫梁、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臺(tái)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(jī)均采用三角型導(dǎo)軌,超重型采用平面方形導(dǎo)軌,均經(jīng)刨床加工。 保證了導(dǎo)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(dòng)形式與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu): 1)伸縮臂與平臺(tái)的升降操作機(jī)的平臺(tái)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 0.52m/min 之間者為多。2)伸縮臂的回轉(zhuǎn)伸縮臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有手動(dòng)和恒速電動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)形式,前者多用于小型操作機(jī),后者多用于大中型操作機(jī)?;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(dòng)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(dòng)回轉(zhuǎn))或通過齒圓(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))座落在推力軸承上,保證立柱的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。3)伸縮臂的進(jìn)給(伸縮)伸縮臂的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)多為直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),進(jìn)來也有用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。由于焊縱縫時(shí)伸縮臂要以焊速進(jìn)給,所以對(duì)其以焊速運(yùn)行的平穩(wěn)性要求較高,進(jìn)給速度的波動(dòng)要小于 5%;有的操作機(jī)還設(shè)有一檔空程速度,多在 180240m/h 之間, 以提高作業(yè)效率。為了保證到位精度和運(yùn)行安全,在進(jìn)給系統(tǒng)中設(shè)有制動(dòng)和行程保護(hù)裝置。焊接作為機(jī)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(duì)其進(jìn)行機(jī)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(dòng)化發(fā)展的必然趨勢。

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