1. 研究目的与意义

轨道列车门焊接机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况是一个国家工业自动化水平的重要标志。随着科学技术的发展和工业技术的提高，越来越多的工业机器人被广泛应用于生产实践中，机器人与手工操作相比，有着明显的优势，广泛应用于工业的机器人不仅可提高产品的质量和产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用日益改变人类的生活。其中，焊接机器人是应用最为广泛的机器人，全球将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。

2. 课题关键问题和重难点

课题的关键点在焊接机器人工作滑台滚珠丝杠选择与设计.丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变为旋转运动。有以传递能量为主的，也有以传递运动为主的，还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等。

丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构，滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本底，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大，传动效率底（30%-40%）。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂，制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力矩小，传动效率高（92%-98%）其具有螺旋槽的丝杆与螺母之间装有中间传动元件滚珠。它由丝杆、螺母、滚珠和反向器等四部分组成。其特点是轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。

3. 国内外研究现状（文献综述）

本课题主要是针对塞拉门焊接机器人的零部件设计，因此有必要了解一下焊接方面的知识，对焊接方法、焊接工艺、焊接设备、焊接材料、焊接质量管理等相关内容的了解，主要都依照于陈茂爱翻译的《现代焊接技术》，该书囊括了焊接技术的发展与应用、焊接结构、焊接工艺方法与工艺、焊接材料、焊接电源与设备、焊接生产工艺规程设计等多方面的详实阐述，本书还介绍了焊接材料的特点，突出介绍了焊接材料及高效药芯焊丝的选用和正确使用。在材料焊接技术中注意反映新发展的，焊接优良的微合金钢等新型结构材料的焊接，并特别关注不同材料优势焊接方法的介绍。本手册除了介绍焊接新工艺，新设备及其典型设备型号与生产厂家外，还介绍相关设备的工作原理和控制技术；为保护工人健康，还介绍了焊接清洁生产的要求。这些知识让我对焊接技术有了更进一步的了解。

控制焊接机器人移动到固定工位的机构是移动滑台，它由滚珠丝杠机构驱动，包括伺服电机、丝杠、丝杠螺母等构成。丝杠的设计选取主要参照冯虎田教授主编的《滚珠丝杠副动力学与设计基础》，本书系统介绍作者近十年来在滚珠丝杠副的运动学与动力学、弹性接触与变形理论、摩擦机理与特性、设计与检测方法等方面的研究成果。包括：滚珠丝杠副传动原理与特点；滚珠丝杠副和行星滚柱丝杠副的运动学和动力学分析；滚珠丝杠副弹性接触变形与刚性；滚珠丝杠副传动过程中的摩擦机理与特性；滚珠丝杠副的额定静动载荷和典型失效方式；滚珠丝杠副的设计与计算；滚珠丝杠副循环返回装置和防止逆转装置；滚珠丝杠副系统设计方法；滚珠丝杠副润滑、密封及防护装置；滚珠丝杠副测试方法与技术；最后介绍了滚珠丝杠副发展方向及趋势。

联轴器的选取参考了蒲良贵、吴立信等主编的《机械设计》。此书第四章也具体讲解了摩擦、磨损、油润滑与脂润滑等摩擦润滑学，对于滚珠丝杠的后期维护与润滑提供了依据。另外本书还详细介绍了螺纹连接以及螺纹连接的预紧措施等。选择合适的弹性联轴器对减小噪音以及减轻磨损有很大的帮助。丝杠与螺母相对运动的组合情况有四种基本形式：螺母固定丝杠转动并移动；丝杠转动螺母移动；螺母转动丝杠移动；丝杠固定螺母移动并转动。滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。这一发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变一样。

4. 研究方案

1、最小运动惯量原则 由于操作机运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动，采用最小运动惯量原则，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心配置。

2、可靠性原则 机器人操作机因机构复杂、环节较多，可靠性问题显得尤为重要。一般来说，元器件的可靠性应高于部件的可靠性，而部件的可靠性应高于整机的可靠性。可以通过概率设计方法设计出可靠度满足要求的零件或结构，也可以通过系统可靠性综合方法评定操作机系统的可靠性。3、工艺性原则 机器人操作机是一种高精度、高集成度的自动机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。仅有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致操作机性能的降低和成本的提高。

5. 工作计划

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅资料，撰写开题报告。

第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕计管理系统。

第3周 完成开题报告审核。开始毕设课题的计算。