开题报告书自动焊接机器人

3.0 闻远设计 2023-11-17 72 4 1.54MB 12 页 10光币

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毕业设计（论文）开题报告书

学院：机械与能源工程学院

专业班级：2016

级机械设计制造及其自动化 **** 班

学生姓名： ******* 学

号

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论文题目：**************************************

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指导教师签

名

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**** 职

称

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一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内现状及水平

1.1 课题来源

本课题是对自动焊接在日常生产实践的应用进行工程设计，课题来源于生产实践。从世界对

自动焊接的应用统计来看, 自动焊接的应用并没有普及到我们日常的生产实践中，从行业情况

来看, 目前主要应用于汽车制造业、工程机械、机车车辆等重要行业。但如今随着科技的发展，自

动焊接在焊接领域不断扩展，自动化焊接也能运用到我们的生产实践中。

1.2 课题的目的，意义

本课题的主要目的是对自动化焊接在焊接领域的应用进行工程设计，其作用是应用自动焊

接装置进行变电站异型截面柱的焊接提高生产效率和解放劳动力。电力行业作为我国重要基础能

源产业，是保证各行各业正常运行和发展的基础，随着城市发展、电网结构扩展及城乡电网改造

力度的加强，电力需求快速增长，各种电压等级的变电站数量增多，其网架属于变电站的基础

工程，用于悬挂或支撑导体、开关设备及其它电气设备的刚性架组合。在网架下部，构架采用各

种截面形状的钢筋混凝土水泥杆，每根水泥杆连接处为钢圈，其上部连接变电站中的导体及其

它设备，目前对接位置采用吊装由人工焊接组装而成。运行过程中，其构架主要承受水平载荷，

构架柱高而横截面小，属于大柔性结构，焊接的可靠性及安全性至关重要。

基于变电站施工的重要性，近年来，相应施工建造及运行管理各环节均受到高度重视，尤

其是变电站施工过程中的安全、质量，各电网公司及相应的工程施工单位均进行了详细的施工计

划及详细方案，管理水平不断提高，相应部门都在不断摸索完善适应先行安全施工、焊接质量及

后期质量检测的相应手段或标准。但是，实际施工过程中，由于该构架为变电站支撑工程，水泥

柱对接位置数量大，截面形状较多，工程量大，迄今为止，相应的对接焊接工作仍是一项耗时

费力的以人力为主的工作，焊接人员借助于临时搭建的脚手架，通过手工焊接模式，工作的经

验性和主观性较强，人工焊接质量可控性差；且该构件焊接工作为高危作业，且易受辐射影响

身体健康，追求工程效率的模式下会引起施工人员的质量懈怠而埋下安全隐患。

考虑到上述情况，利用自动化、智能化的技术手段，提出智能焊接机器人的解决方案。该方

案能持续、稳定在所需焊接位置实现智能焊接，替代人力手工焊接模式，是具有广泛经济效益和

社会效益，能够有效地提高工作效率，降低施工过程中的事故率和提高施工质量。同时，当前智

能化已经逐渐从概念转向了现实，自动化、智能化将成为推动未来施工、运营及维护的主要技术

手段，为了更好地满足来自社会各方面的用电需求，提升变电站施工效率，提升构架柱对接焊

接质量，对构架柱与各种设备连接处位置提出了智能焊接机器人的解决思路。该智能焊接机器人

的实施与应用，在一定程度上提升了变电站施工效率，提高对接位置的焊接质量；节约施工成

本，降低人员施工的安全风险，意义深远。提出的智能焊接机器人用于构架柱与各种设备连接处

焊接施工的解决模式，具有如下意义：

1.所研制的智能焊接机器人能替换现场人为焊接方式，能快速、稳定的实施工程构件焊接，

提升施工效率；

2.该智能焊接机器人能很好的适应现场各种焊接轨迹及焊接位置，可极大的减轻因人工焊

接搭建施工架，降低施工人员劳动强度和高处施工风险，确保施工质量和人员安全；

3.智能焊接机器人具有工位识别及自动寻迹功能，能快速移动到所需焊接构架位置，并搜

寻所焊接位置，展开焊接，焊接完成后，自动移动下一工位。整体可自动或人工干预实施，智能

化程度高；

4.智能焊接机器人实施模块化设计，其运输及移动方便，所占空间小，在人力和物力上都

体现出了有效的经济性。

5.在制作成本上，极大的节约了成本：现制作一套焊接机器人费用约为50 万元。基建一座

变电站，其焊接人工成本及相应搭接塔架至少需要 40 万元，按目前我分部所辖变电站维护量和

扩建任务，焊接机器人可重复利用，按变电站先后施工模式计算，10 座变电站可共用一套焊接

机器人核算：（10×40）（万）-50（万）=350（万）元；如考虑效率提升节约时间成本及后期

变电站提前运营产生效益方面，智能焊接机器人在类似工程中的应用则会带来更大的经济效

益；

6.本行业需求量极大：如近期湖南国家电网公示的拟建设长沙市 2017年第三批输变电工

程、岳阳市 2017年第二批输变电工程、云田 500kV 变电站 220kV 线路出线段改造工程、邵阳市

2017年第二批输变电工程，项目量大，焊接专业技术人员少，因此，该智能机器人的使用具有

很好的应用前景。

7.智能焊接机器人在该工程的应用可推广至电厂管道焊接、厂房、管道设备及竖直状态下构

件的焊接工程中，市场前景大。

本次设计能对国内的变电站建设提供帮助，变电站异型截面柱的焊接一般在室外，能提高

建设进程，改善工人劳动强度，可适应各种环境下的工作，降低了对工人操作技术要求缩短变

电站建设工期。

1.3国内外现状及水平

焊接自动化的应用及前景随着科学技术日新月异的发展,自动化技术已经在各行各业中得到

了广泛的应用,但焊接自动化行业属于新兴行业,目前处于初级发展阶段。现在我国的焊接行业仍

以手工焊接为主流，特别是在日常生活实践中，自动化焊接在焊接领域的比重为 30%左右，远低

于国外发达工业国家的70%，未来我国的自动化焊接技术发展潜力很大，前景广阔。

自动化焊接在日常中为我们所知的应该就是自动焊接机器人，焊接机器人在工业生产领域

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毕业设计（论文）开题报告书学院：机械与能源工程学院专业班级：2016级机械设计制造及其自动化****班学生姓名：*******学号：********论文题目：******************************************************************************指导教师签名：****职称：******一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内现状及水平1.1课题来源本课题是对自动焊接在日常生产实践的应用进行工程设计，课题来源于生产实践。从世界对自动焊接的应用统计来看,自动焊接的应用并没有普及到我们日常的生产实践中，从行业情况来看,目前主...

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