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1、山东大学本科毕业论文（设计）开题报告姓名:2学号:200900165555学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化指导教师:252525填表日期:2013.3.17山东大学教务处制7论文题目喷涂机器人虚拟样机设计论文类型基础理论选题来源指导教师科研项目国家项目应用研究ü部省(市)项目开发研究学校项目ü生产单位自拟ü论文的主要内容、理论意义和应用价值一．国内外现状分析喷涂机器人又叫喷漆机器人（spraypaintingrobot），是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集团）发明。喷漆机器人主要由
2、机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。 喷涂机器人的主要优点（1）柔性大。工作范围大大。（2）提
3、高喷涂质量和材料使用率。（3）易于操作和维护。可离线编程，大大的缩短现场调试时间。（4）设备利用率高。喷涂机器人的利用率可达90%-95%。7目前，国内外已经大量使用喷涂机器人来代替人工。主要是因为喷涂能使产品防锈、防腐并保持美观,并使零部件表面具有某种特殊性能如耐高温、耐磨等。手工喷涂对人体有害,劳动强度大,而且较难保证喷涂均匀。实现全自动化,不仅使工人远离有毒、有害物质,而且涂层均匀,质量有保证,效率高,涂料不浪费,还能够获得重复规定的简单动作,大大提高喷涂效率。利用机械手实现双面喷涂过程,可以节约烘干所需时间。目前，机器人（机械手）已经广泛地应用于
4、热喷涂领域。这些机器人一般有两种编程控制方式，即：在线编程和离线编程。第一种在线编程控制易于实现，但是缺点是难以保证喷涂表面的涂料质量，特别是对于一些复杂的工件尤其如此。而离线编程控制这种方式是一个很好的解决途径，它能够通过工件或者工作对象的CAD文件来克服在线编程控制的误差等。在当今国内外的汽车制造业当中，自动轨迹生成的喷漆方法是非常可取的。为满足自由曲面油漆厚度的要求而生成喷漆枪轨迹仍然是极大的挑战，尤其是面对复杂几何形状的自由表面更是如此。在本篇论文中，一个基于CAD指导的为自由表面而作的喷枪轨迹生成系统已经有了些许成果。该系统利用要被喷涂的自由曲
5、面和喷漆枪模型的CAD信息生成一个喷漆枪轨迹用以满足油漆的厚度要求。一个油漆厚度验证的方法也同时验证了所生成的轨迹。仿真结果表明轨迹生成系统取得了令人满意的表现，显示了良好的性能。这个轨迹生成系统也可以适用于许多其他基于CAD技术的机器人轨迹规划的应用程序来生成轨迹。国内外对于喷涂机器人的研究已经进入了自动轨迹规划以及离线编程这些新兴领域，并取得了很多进展，为将来的生产自动化奠定了良好的基础。一．主要内容在制造产业中，喷涂过程是各个制造企业生产产品的不可或缺的重要环节，是保证制造的零件质量的重要步骤之一。目标零件经过喷涂之后耐腐蚀大大加强，各种性能大幅提
6、高，可利用性增强，但由于不同的零件结构形状复杂，一般而言喷涂工作条件恶劣，人工喷涂不能保证精度，最重要的是喷涂漆料一般对人体有害。本文以喷涂机器人虚拟样机设计作为主要研究对象，开展以下研究工作：1,收集、整理、阅读参考资料及相关文献，熟悉ADAMS、SOLIDWORKS、ANSYS等软件的使用。完成20000字符以上的相关英文资料翻译。2,针对喷涂机器人性能要求进行总体方案的设计及比较论证，提出合理的传动方案、动力供给方案和控制系统方案等。绘制总装配图要求绘制0号图纸3至4张，其中1至2张为装配图。3,确定传动方案，对主要传动部件进行选型及校核，完成传动
7、系统图。4,绘制相应部装图和零件图。进行整机运动仿真及主要承载构件的有限元强度分析。5,完成15000字以上的设计说明书。三．理论意义及应用价值7【1】为了避免喷涂时，涂料雾化导致工作人员肺部受损，产生肺部疾病，研究数控式工业喷涂机器人。喷涂机器人是能模仿人的动作功能，用以按一定的程序移动旋转并实现喷涂的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，重要的是能在涂料对人体有害环境下操作以保护人身安全，避免人体在喷涂现场吸入有害的雾化的涂料，因而能够应用于建筑、装饰、工厂以及其他一些需要喷涂的场合。【2】由于人工喷涂时容易出现喷涂不均匀，喷
8、涂对人体有害的涂料时，要做很多防护措施都仍然不能保证人体的健康和安全，喷涂易然涂
