毕业设计论文开题报告.docx

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毕业设计论文开题报告

毕业设计开题报告

院（部）20届

题目基于RobotStudio的焊接机器人路径规划

与实现

课题类型课题来源

学生姓名学号

专业班级

指导教师职称

合作导师职称

填写日期：

年月日

一、本课题研究的主要背景、目的和意义

课题研究的主要背景：

从机器人诞生到现在，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。

随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。

工业机器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不断提高，而机器人的制造成本和价格却不断下降，在当今社会，和机器人价格相反的是，人的劳动力成本有不断增长的趋势。

随着我国的工业机器的不断发展，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。

但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：

可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。

当前我国的机器人生产都是应用户的要求，单户单次重新设计，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。

因此迫切需要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、模块化设计，积极推进产业化进程。

研究目的；

1、为了解决劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作的问题；

2、为了解决国内技术成本高、质量、可靠性不稳定的问题；

3、代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。

研究的意义；

1、采用机器人焊接时，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量稳定。

而人工焊接时，焊接速度、干伸长量等都是变化的，很难做到质量的均一性。

2、改善了劳动条件。

采用机器人焊接，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等。

对于点焊来说，工人无需搬运笨重的手工焊钳，使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。

3、缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资。

可实现小批量产品的焊接自动化。

机器人与专机的最大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。

二、本课题研究已有的工作基础，附证书、报告、文献翻译

三、研究的内容和可行性论证

研究的内容：

本课题研究内容为基于RobotStudio的焊接机器人路径规划与实现。

研究内容主要包括以下三个方面：

1、焊接机器人的总体设计；

2、焊接机器人路径技术路线设计；

3、焊接机器人的主要模块功能实现。

可行性论证：

1、经过了大学四年的专业课程和前期阅读了大量的文献资料基础可行。

2、所研究的内容符合当今的社会需求，有实用价值。

3、研究制定了初步切实可行的研究方案，技术方面可行。

4、所选用RobotStudio仿真技术具有低成本、低功耗的优势，经济方面可行。

四、拟解决的关键问题及难点

拟解决的关键问题及难点：

1、机器人坐标系变换；自由度设计；RobotStudio仿真软件路径规划；

2、焊接过程中焊缝和各个焊点通过路径的运动状态；

五、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）

Robotstudio可以通过模拟监控机器人工作过程中是否有歧义点、是否会发生干涉等并且可以利用TCP跟踪功能记录机器人运动轨迹以便分析轨迹的合理性可以通过选择记录其运动轨迹以便后续轨迹分析及参数调整。

技术路线：

技术路线图

六、研究进度安排

七、毕业设计（论文）研制报告或撰写提纲（初步）

一、课题研究背景和意义

1.1课题研究的背景

1.2课题研究的意义

1.3国内外现状

二、焊接机器人总体设计

2.1焊接机器人的外部设计

2.2焊接机器人的内部设计

2.3焊接机器人的自由度设计

三、焊接机器人的主要模块功能实现

3.1整体技术流程

3.2RobotStuido仿真应用

3.3焊接机器人的离线编程

3.4焊接机器人的路径规划

四、总结

参考文献

致谢

八、主要参考文献

[1]王学武,汤彬,顾幸生.焊接机器人避障策略研究[J].机械工程学报,2019,55（17）:

77-84.

[2]吕文壮,曹家勇,党铭章,裴跃翔.改进蚁群算法在焊接机器人路径规划中的应用[J].机械设计与研究,2019,35（06）:

32-36.刘新,李湘文.基于旋转电弧焊枪前后倾角检测方法的研究[J].热加工工艺,2011,40（15）:

157-159+161.

[3]张瑞星,李秀娟,高唤.双焊接机器人协同路径规划研究[J].组合机床与自动化加工技术,2019（06）:

81-85.

[4]裴跃翔,曹家勇,吕文壮,许海波,李娜.嵌入筛选操作的遗传算法及其在焊接路径规划中的应用[J].机械设计与研究,2021,37（01）:

21-24+30.

[5]侯仰强,王天琪,李亮玉,张志臣,赵娜.基于蚁群算法-粒子群算法的白车身侧围点焊机器人路径规划[J].中国机械工程,2017,28（24）:

2990-2994.

[6]张加波,周金宇,丁力,庄百亮.基于遗传算法的汽车引擎盖焊接路径优化[J].组合机床与自动化加工技术,2019（03）:

52-55+59.

[7]王学武,严益鑫,顾幸生.基于莱维飞行粒子群算法的焊接机器人路径规划[J].控制与决策,2017,32（02）:

373-377.

[8]吴明晖,黄海军,王先伟.基于改进蚁群算法的机器人焊接路径规划[J].焊接学报,2018,39（10）:

113-118+133-134.

[9]侯仰强,王天琪,岳建锋,贾振威.基于多目标遗传算法的双机器人协调焊接路径规划[J].中国机械工程,2018,29（16）:

1984-1989.

[10]王学武,夏泽龙,顾幸生.基于DMOEA/D-ET算法的焊接机器人多目标路径规划[J].华南理工大学学报（自然科学版）,2019,47（04）:

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[11]王磊.基于CAD/CAM的船体分段机器人焊接路径规划方法[J].舰船科学技术,2018,40（20）:

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[12]张瑞星,李秀娟.基于APG算法的多焊接机器人路径规划研究（英文）[J].机床与液压,2018,46（18）:

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[13]王巧玲,程欣.机器人远程激光焊接离线编程系统与路径规划[J].组合机床与自动化加工技术,2018（02）:

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[14]吕文壮,曹家勇,党铭章,裴跃翔.改进蚁群算法在焊接机器人路径规划中的应用[J].机械设计与研究,2019,35（06）:

32-36.

[15]]孙振,王涛,薛智龙.大型三维复杂构件双机器人协同焊接智能路径规划方法[J].机床与液压,2020,48（11）:

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[16]XuemeiLiu,ChengrongQiu,QingfeiZeng,AipingLi,NanXie.Time-energyOptimalTrajectoryPlanningforCollaborativeWeldingRobotwithMultipleManipulators[J].ProcediaManufacturing,2020,43.

[17]AmrutaRout,M.Dileep,GolakBihariMohanta,BBVLDeepak,BBBiswal.Optimaltime-jerktrajectoryplanningof6axisweldingrobotusingTLBOmethod[J].ProcediaComputerScience,2018,133.

[18]DeMaeyerJeroen,DemeesterEric.Benchmarkingframeworkforroboticarcweldingmotionplanning[J].ProcediaCIRP,2021,97

[19]QiangZhang,Ming-YongZhao.Minimumtimepathplanningofroboticmanipulatorindrilling/spotweldingtasks[J].JournalofComputationalDesignandEngineering,2016,3

（2）.

[20]K.Kolegain,F.Leonard,S.Zimmer-Chevret,A.BenAttar,G.Abba.Afeedforwarddeflectioncompensaontionschemecoupledwithanofflinepathplanningforroboticfrictionstirwelding⁎⁎Thepublicatiisfundedbythe“OfficeNationald’EtudesetdeRecherchesAérospatiales（O.N.E.R.A.）”viatheproject“NOUvelleGénérationd’AssemblageaéronauTique（NOUGAT）”.[J].IFACPapersOnLine,2018,51（11）.

九、审核意见

指导教师对开题的意见：

指导教师签字：

年月日

开题报告指导小组意见

指导教师小组负责人：

年月日

院（部）审核意见：

审核人签字：

年月日

说明：

1、该表每生一份，院（部）妥善存档；

2、课题来源填：

“国家、部、省、市科研项目”或“企、事业单位委托”或“自拟课题”或“其它”；课题类型填：

“设计”或“论文”或“其它”。