焊接机器人的发展论文

11毕业设计论文毕业设计题目：焊接机器人的发展和应用22焊接机器人的发展和应用摘要：中国装焊生产线机械化自动化技术发展应用经历了仿制、自行研制和稳步发展三个阶段。焊接结构制造行业的大中型骨干企业焊接专机将得到普遍应用，焊接生产过程机械化与自动化程度将提高10～20个百分点，焊接机械化与自动化程度将达到40～50%，为了发展焊接现代自动化技术，中国在“九五”计划中已将围绕计算机技术的CIMS技术、CAD/CAM、CAPP、CAPM等技术列为重点推广项目。预计焊接生产在以计算机为基础的先进制造技术的带动下，将有一个很大的变化，焊接自动化也将以崭新面貌展现在人们面前。在汽车、船舶、锅炉、工程机械等制造行业重点推广采用焊接机器人、焊接中心、焊接柔性制造系统300～400套，采用计算机辅助设计与制造及检查技术。骨干企业的焊接现代自动化技术将达到国际90年代初先进水平。当然，中国是发展中国家，科学技术水平和工业生产相对来说比较落后，焊接自动化水平只能逐渐提高，手工操作在近期内仍将占主导地位。本文从自动化焊接设备技术、焊接自动控制技术、焊接生产线机械化与自动化技术等方面，对建国50多年来中国焊接生产机械化、自动化技术发展的历程进行了回顾，并对中国焊接生产机械化与自动化技术今后的发展进行了展望。关键词：中国,焊接,机械化,自动化,发展33theresearchonthetechnologicaldesignofChinesejointingandassemblingproductionlineAbstract：ThedevelopmentofweldingmechanizationandautomationinChinahasexperiencedthreestepsofimitation,independentresearchandmanufacturingandsmoothdevelopment.ThisarticlemakesareviewontheachievementsofweldingmechanizationandautomationChinahasmadeinthepast50yearsintermsofweldingautomationdevice,weldingautomaticcontroltechnology,mechanizationandautomationtechnologyofweldingproductionline.ItalsodescribestheprospectsofthefuturedevelopmentofweldingmechanizationandautomationinChina.Keywords：China;welding;mechanization;automation;development44目录引言...............................................51自动焊接设备技术的发展................................62焊接自动控制技术的状况研究...........................103焊接机器人技术研究...................................163．1焊接机器人...................................203．1．1焊接机器人的组成.......................213．1．2焊接用机器人的主要结构形式及性能.......223．1．3点焊机器人的特点.......................243.1.4弧焊机器人的特点.......................273．2焊接机器人的应用.............................29（1）焊接机器人工作站（单元）..................30（2）焊接机器人生产线.........................314我国焊接机器人技术....................................335焊接机器人的最新应用技术............................365．1TCP(toolcenterpoint工具中心点)自动校零技术.365．2双丝焊接技术...................................375．3激光/电弧复合焊接技术...........................386结论..................................................39参考文献...............................................4055引言装焊生产线包括焊接生产机械化与自动化，所包括的内容很多，可以指焊接生产过程焊接工序本身的自动控制机械化与自动化，也可以指焊接生产包括备料、运输、组装、清理、检验、精整等焊接辅助工序在内的全过程综合自动控制机械化与自动化。不同的焊接类型其机械化与自动化技术内容也不尽相同。661自动焊接设备技术的发展发展焊接生产机械自动化技术，首先是从发展自动焊接设备开始的。50年代初，中国首先引进、后仿制了熔化焊的自动或半自动焊机。1955年，上海电焊机厂和上海电器科学研究所电焊设备研究室(今为成都电焊机研究所)仿制成功自动和半自动埋弧焊机。到“一.五”计划末期，中国已能仿制生产自动焊机、半自动焊机，还发展了焊丝自动送给和焊枪自动行走的自动化技术。至“二五”计划期间，中国的一些主要大中型厂矿企业在焊接生产中已较普遍地应用自动焊机和半自动焊机技术［1］。在大型锅炉厂中自动焊的工作量约占40%，14300t远洋货轮上自动焊和半自动焊约占全部焊接工作量的60%以上，壁厚205mm的高压容器、3150t水压机压力缸、和平号机车锅炉及350t桥式吊车等也全都是采用自动焊完成的。60年代中期至70年代中期，中国坚持自力更生的方针，独立研究发展自动化焊接设备，其中以半自动CO2气体保护焊技术发展较快。中国的一些研究单位、高等院校和厂矿企业等自1958年研制成功半自动CO2气体保护焊机后，到60年代中期在焊接结构件生产实践中已得到广泛应用，如用于锅驼机筒身、炼钢炉壳等的焊接生产。在堆焊、电渣焊、对焊、缝焊、真空电子束焊等方面，也都发展了自动焊机。1978年中国实行改革开放后，焊接生产机械化与自动化技术研究开发进入了新的发展时期，走自主发展和引进技术相结合的发展道路。80年代至90年代初，中国从国外引进了一批先进或较先进的自动焊接设备和技术，如自动或半自动埋弧焊机、半自动CO2气体保护77焊机、多头自动点焊机、窄间隙埋弧自动焊机等装置。通过消化、吸收与自行开发，中国的一些电焊机厂已能自制或与国外合作生产新型自动焊机，并开发出自动化水平较高的电焊机。在北京—埃森焊接展览会上，中国展出的自动化焊接设备、辅机具与工业发达国家的展品差距已明显缩小。例如，哈尔滨焊接研究所研制了具有形变功能带机上淬火装置及自动去飞边装置的混合式摩擦焊机，配以自动上下料装置、无损检测装置等，可用在不同产品的生产线上；沈阳电焊机厂为一汽、二汽等企业提供了15种成套多头自动点焊机，其中单机最大容量达14×100kVA，一次可焊(1.0+1.2)104个点，工序自动化比较先进。同期国内还研制出新型半自动CO2气体保护焊机、LH-300型及LG-400-1自动等离子弧焊机、自动高速或多丝窄间隙埋弧焊机、NBA1-500型半自动氩弧焊机等。到1995年，中国生产的自动和半自动焊机已占焊机总量的5.7%［2］，为发展焊接生产机械化自动化提供了坚实的基础。特别值得提到的是，50年代末至60年代，中国开始发展专用焊接自动机，例如开发了同时装焊双面连续式间断焊缝的T形梁装焊自动机，4个焊头同时对箱形梁的4条焊缝施焊的4级CO2气体保护自动焊机等。60年代末期，哈尔滨锅炉厂等单位开发成功的摩擦焊、一次穿透等离子弧焊和自动填丝TIG焊机，应用于直管接长。武汉锅炉厂、东方锅炉厂从德国BABCOCK公司引进了一次焊成壁厚为6mm的RRS76型直管接长TIG专用焊机。以后又发展了大量的专用焊接自动机，广泛应用在石油、化工、工程机械、摩托车、汽车、建筑等部门88的焊接结构件生产中。中国在“七五”至“八五”计划期间，专用成套焊接设备发展较快。如电站锅炉压力容器部件的焊接，锅炉组成部件流水作业焊接生产线，包括工件下料、焊接、焊后清理、校正和焊后检查等工序。针对锅炉部件生产线的需要，经过不懈的努力，开发了十余种机械化和自动化程度比较高的系列专用成套焊接设备，基本上满足了国内生产的需要，改变了依赖进口的被动局面，加速了我国锅炉压力容器行业实现焊接过程机械化和自动化的进程。例如：(1)锅炉集箱焊接。1986年，武汉锅炉厂从德国BABCOCK公司引进了集箱管座TIG/SAW专用自动焊接装置，国内北京精艺焊接技术联合公司开发了类似德国BABCOCK公司集箱管座TIG/SAW专用自动焊接装置，应用在四川锅炉厂；(2)锅炉蛇形管焊接。“七五”计划期间，各锅炉厂从瑞典、美国等国家引进了各种管子全位置自动焊接设备，对固定位置管子实现机械化全位置焊接。同期，北京精艺焊接技术联合公司等单位研制成功锅炉蛇形管全位置TIG自动焊接设备，为适应不同管径规格，配备了系列焊接机头，并成功地运用于生产；(3)直管接长焊接。80年代末期，哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂等先后从日本KKK公司、瑞典ESAB公司、加拿大CE公司引进了相应的MIG/MAG、MIG/MAG/TIG、TIG热丝直管接长专用焊机，采用可编程控制器，对工件送进、对中定位、夹紧、焊枪到位、焊接、摆动、每层自动提升、停焊焊枪推出、管子松开、管子送出等焊接程序实现程序控制，各项焊接规范参数可以事先预置。北京精艺焊接技术联合公司、北京特种99工艺研究所和成都电焊机研究所等单位也研制成功TIG加填丝、MIG/MAG/TIG和TIG热丝直管接长焊接设备，并应用于生产实际；(4)膜式水冷壁焊接。“七五”计划期间，上海锅炉厂、武汉锅炉厂等从德国引进了KOMESMA800型、1600型、P3200型膜式水冷壁专用成套焊接设备，哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂相继从日本三菱重工引进了膜式水冷壁管双面MAG专用成套焊接设备。90年代初，北京精艺焊接技术联合公司等单位自行开发成功适于管屏焊接的多头埋弧自动焊接设备和多头MAG自动焊专用系列焊接设备，至此，结束了我国膜式水冷壁专用焊机依赖进口的被动局面。现国内已有十多家工业锅炉厂使用国产膜式水冷壁专用焊接设备。10102焊接自动控制技术的状况研究焊接自动控制是焊接生产机械化自动化的关键，50年来中国在焊接自动控制方面有了长足发展，技术水平不断提高，并取得了许多应用成果。在焊接过程的焊道(缝)自动控制方面，50～60年代发展了有轨道小车自动焊机。70年代后期发展了无轨道小车自动焊机，并取得了专利。在焊缝跟踪方面，由于发展了各种类型的传感器技术，控制坐标已从单坐标和双坐标发展到了多坐标。50～60年代多采用接触跟踪，西安交通大学和三桥机车车辆厂是中国从事接触跟踪和电磁跟踪研究较早的单位之一。60～70年代后期发展了电磁跟踪、光电跟踪、电弧跟踪、激光跟踪等非接触跟踪技术，例如，华中理工大学与湖北造船厂合作研制成功全位置电磁跟踪气体保护焊机，跟踪精度达±1mm；华南理工大学与广州造船厂共同研制的电磁立焊缝自动跟踪焊机，用在万吨轮的焊接上；天水电气传动研究所和上海造船工艺研究所合作，研制的光电跟踪装置用于螺旋管焊接和船舶的焊接生产中；哈尔滨焊接研究所与辽阳钢厂合作研制的激光跟踪装置用于螺旋管焊接自动生产线，等等。80年代后期，微机跟踪和电视跟踪技术得到迅速发展，从而为传统焊接自动化向现代焊接自动化发展奠定了基础。我国研制成功各种新型传感技术和视觉传感器后，焊接自适应控制技术又有了较大发展。“五五”计划期间，冶金部建筑科学研