1. 研究目的与意义（文献综述）

焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间结合而形成永久性接头的工艺过程。它是机械制造工业中的关键技术之一，广泛地应用于石油化工、航空航天、海洋工程、汽车以及微电子等工业部门^[1,2]。焊接分为手动焊接和自动焊接，而相较于传统的手工焊接方式，自动焊接在生产效率、产品质量、工作环境以及企业竞争力等方面都具有相当的优势。随着劳动成本的提高和先进制造技术的发展，实现焊接产品制造的自动化、柔性化和智能化已经成为必然趋势，而使用焊接机器人已经成为了焊接技术自动化的主要标志^[3-6]。

国外对工业焊接机器人的研究较早，美国人devol于1962年就开发了第一台工业机器人“unimate”^[7]，此后，英国、德国、日本等国家纷纷研制工业焊接机器人并投入各行业进行应用，到现在其焊接机器人技术已经比较成熟，也有了自己的系列化产品，如abb、fanuc、kuka等，占据了大部分的市场份额。目前，国外对焊接机器人的研究主要体现在完善控制系统的智能化、提高机器人自动化程度和仿真技术等方面^[8-10]。

国内工业机器人技术由20世纪70年代初开始萌芽，经过了40多年的发展，我国已掌握了焊接机器人设计、制造的基本技术，自主研发水平在不断提高，但不管是从理论技术、价格还是加工配套的相关制造设施上来看，国产机器人与国外还是存在一定差距，多数还依靠进口^[11-13]。而许多引进的机器人国内还没有相应的部配件生产，且缺乏很大的售后维修和技术支持，造成使用成本增大，效率降低。这就导致在焊接行业的中小规模企业只能使用较少甚至不允许使用先进的焊接机器人设备，其企业的发展与落后的生产设备形成了突出的矛盾^[14]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、根据弧焊机器人实际工作的具体要求和机器人设计理论，在参考国内外同类型弧焊机器人和焊接机器人的基础上，确定弧焊机器人腕结构的基本技术参数，然后对其结构类型和驱动方式进行选择，并重点对腕结构三个关节的传动系统进行设计，给出各关节传动链。

2、通过静力学知识分析选择合理的电动机和传动件，对各关节减速器进行分析和设计。利用ug软件设计腕结构三维模型，并对其进行运动仿真分析及零件的数值模拟，优化结构。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确课题研究内容，确定技术方案，完成开题报告，并完成外文文献的翻译。

第4周：确定弧焊机器人腕结构各自由度总体传动方案。

第5-8周：深入设计弧焊机器人腕结构各自由度结构，进行各零件受力分析和校核，确定各零件尺寸参数。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张文钺.焊接冶金学（基本原理）[m].北京：机械工业出版社，1999

[2] 胡特生.电弧焊[m].北京：机械工业出版社，1994

[3] yu d, ding k. dynamic simulation and analyzation of arc welding robot[c]// international workshop on intelligent systems and applications. ieee, 2011:1-4