二?一一 年 五 月

目 录

1. 毕业设计(论

2. 毕业设计(论文)开题报告

3. 毕业设计(论文)指导情记录 4. 毕业设计(

5. 毕业计(论文)指导教师成绩评定表 6. 毕业设(论文)评阅教师成绩定表 7. 毕业设计(论文)

8. 毕业设计(论文)答辩成绩评定 9. 毕业计(论文)综合成

课题名称: 机器大臂支耳加工工艺设计 分 院: 机电学院 教 研 室: 机自教研

二?一? 年 六 月

课题适应的岗位名称 机械制造

一、 课题背景:

浙江地区特是宁波地区机械制造业相对比较发达～对学进行产品设计和制造力的培养～可满足区域经济

本课题为学生独

通过典型机械零件的艺分析和零件加工工艺编制～综合运用机械设计、制造课程的知识及其相关课程理～合生产实际知识～培养学生分析决一般工程实际问题的能力～并使所知识得到进一步

二、 设计(论文)要求:

1、原始数据:机器大臂

2、设计要求:完成机器人大臂支耳的程图、三维图,完成机器人大臂支

程,包括过程卡和工序卡,,完符合学院求的毕业设计

3、在设计过程中不能照抄现有资料～当经过自己的力～理解和消化资

自己的见解～认真分析和解实践过

4、能够较好地综合运用所学专业知识技能。报告依充分～论证正确～

解～文字通顺～条理清楚～数据

5、在规定时间内独立完成毕业设计。合规范的写格式并同时达到一

,3000字左右,。论文应是在调查究或实验实践基础上写出的、有

的文章。收集资料、占有材料均要实求是～摘录符合作者原意～不

义～资料要注

三、 具体要求:

1、2010年7月1日-2010年9月28日～收集资料～阅读参考文献～查找术资料～确定设计方案。完成

2、2010年10月12日前～完成零件工图及三维图的

3、2010年11月2日前～完零件工艺过卡、零件工序卡

4、2010年11月12日前～完成论文初稿。

5、2010年11月13日-2010年1121日～论文改。要求论文格式达到

论文包括:摘、关键词、正文、参考文献等。 6、2010年1124-2010年1130日～答辩。 四、 主要参考

1、机械制造加工工

2、机械零件设计

3、机械制图方

4、工程图和三维图设计方面的参考资。 5、本题相关的其他参考

五、 其他需要说

保持电话畅通～方便指导老师随时联。集中指导间与地点以通知

毕业设计过程中～如需答疑导随时

机器人大臂支耳零件始数

机器人大臂支

课题名称: 机器人大臂支耳加工艺设计 分 院: 机电学院 班 级: 08模具1 : 王华 学 号: 08142070131 指导师: 火

二?一? 年 九 月

毕业设计(论文)

一、课题简介

机械制造工艺学课是在们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课程后进行的。这是我在进行毕业之对学各课程的一次深入的综合性的总复～也是一次理论联系实际的训练～因此～它我们四年的大学生中

就我而言～我希能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练～从中自己分析问题、解决问题的～从而更好的以积极向上的态度对待工作能溶

本设计是对机器人大臂耳零件的加工工艺规程制～机器人大臂耳零件的结构简～表平面可以按照图形直接仿形切割至成～其主要加工孔。具体为钻攻9-M6螺纹、钻扩铰φ24mm、φ37mm。在零件技术要求中～要求处理HRC40-45,因注意HRC是洛氏硬度～而该机器人大臂耳零件材料为Q235～Q235含碳量很低,淬火后得不马氏,所以调制处理对它没有意义.Q235只为结构用钢,或者是不力的非重要零件,直接使或锻造后正火就可以.故本次设计中～将忽略“调质理HRC40-45”此项技术

二、本课题的现状

从二十世纪20年代开始～着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展～机械加工制造中开始现自动线～最早出现的是组机床自动线。机械工造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切加和机械装配等自动线～也有包括不同性质的工序～如坯制造、加、装配、检和装等的综合自动

采用自动线进行生产的产应有足够大的产量,产品设计和工艺应先进、稳定、可靠～并在较长时内保持基本不变。在大批、大量生产中用动能提高劳动生产率～稳定和提高产品质量～改动条件～缩减生产占地面积～降低生产成本～缩短产周期～保证生产均衡～有显著的经济效

随着市场竞争的加剧和对品需求的提高～高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控合机床及其自动线正在冲着传统的组机生线～因此～组合机床生产线的发展思路必须以高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床作可靠性和组合机床技成套性为主攻方

机床装备的高速和超高速加工技术的关是提高机床的主轴转速和进给速度。复合、多功能、多轴控制的前景亦被看好。在零部件一体化程度不提高、数量减少的同～加工的形状却益复杂。多轴化的机装备合加工形状复杂的工件。另外～产品周期的缩短也要求加工机床能够时整和适应新的变化～满足各种各样产品的加工需求然而更关键的是现代通信术在机床装备中应用～信息通信术的进使得现代机床的自动化

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毕业设计(论文)

一步提高～操作者可以通过网或手机对机床的程序进行远程修改～对运转状况进行监控并积累有关数据,通过络对远程的设备行维修和查、提供售后务等。在些方面我国就先进国家还有相当大的差距～因此我组机床生产线高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性及通信技术应将是今后的发展方

从以上论述可以看出我目前的机械加工生产线在节拍时间、柔性化进展、加工精度、综自动化程度、可靠性和用率等方面都有长的进步和发展。控制技术也由集中控制方向分散控制方式。未来将向高速、高精、柔及数字方向发展。 三、题的技术实现方

1.进行机器人大臂耳加工工艺分析～制定工艺案。分析其形、尺寸、工艺性及使用

2.确定合适的工艺方案,确定工序数量、工的组合和先后顺～制定一个经济合理

3.制定工艺卡片和

4.制定设计说明

四、完成课题

机器人大臂耳零件工

机械加工工艺相关参考文

熟悉并能运用所学机械加

熟悉并能运用现有机相关

五、课题工作进

完成内容 日安排 收集资料～阅读参考文献～查找技术资料～2010年7月1日-2010年9月28日 确定设方案。完

完成零件工程图及三维图的绘

完成零件工艺过程卡、零件工序

完成论文初稿 2010年11月12日前

论文修改 2010年11月13日-2010年11月21 毕业答辩 2010年11月24-2010年11

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毕业设计(论文)

六、主要参考

[1] 李旦，机床专用夹具图册，哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2005。 [2] 孙已德，床夹具图册，北京:机

[3] 何玉林，机械制图，重庆:庆大学出版

[4] 机械工基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京:中国计划社，2004。 [5] 贤等，机床夹具设计，北京:机械工业出版

[6] 李洪，机械加工工艺师手册，北京:机械

[7] 机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京:机械工业出版社，1998。 [8] 东北重型机学院，机床夹具计手册，海:上海科学技出社，1979。 [9] 贺光谊等，画法几何及机械制，庆:重庆大学出版社，1994。 [10] 丁骏一，典型零件制造艺，北京:械

[11] 孙丽媛，机械制造工及专用夹具设计指导，北京:冶金工业出版社，2002。 [12] 东北重型机械学院，机床夹具设计册，上海:上科学技术出，1979。 [13] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京:械业出版社，1991。 [14] 《金属机械加工工艺人员手》修订组，属机械加工工艺员册，上海:上海科学

版社，1979。

[16] 马贤智，机加工余量与公差手册，北京:中国标准出版社，1994。 [17] 上海金属切削术协会，金属削册，上海:上海科学技术出版社，1984。 [18] 周永强，高等学校毕业设计指，北京:中国建材工

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本栏填写:,打印时此格红色文都删除、排时此页单独成

1、评语:,可以先写～也可最后写～

某某同学的题为《……》的毕业设计开题报告较,或一般,～同意

或:此开题报告较好,

2、说明同意或不同意开题

? 选题是否符合要求～该课题是否具有“专业性”、“实用性”、“先进性”,该课

题的难易程度、工作量是否适当,选题依据,来源,是否正确～国内外究现状的描指 述是否确～该论文,设计,的的意义阐

? 开题报告中所提出的设计 “术实现方

? 该同学完成报告条件

? 步骤与时间安排是

师 ? 参考资料

意 3、建议:

见 在哪些方面还有欠缺～需要补充些什。对课题整过程或某个阶段有什

需要注意哪些问题～需要解

指导教师(签名):

年

教

研 室

意

见

主任(签名):

年

二 级

院

意

年

毕业设计(论文)指

学生姓名 分流方向 班级 课 题

指导时间及方式 存在问

指导教师签名

指导教师签名

、

指导教师签名

指导教师签名

指导教师签名

指导教师签名

指导教师签名

分 院: 机电学院 学生姓名: 王 专业级: 08模1班 学 号: 08142070131 指导教

二O一一 年 五 月

宁波大红鹰学院毕业设

机器人大臂支耳加

摘要:机械制造工艺学是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课程后进行的。这我们在进行毕业对所学各课程的一次深入的综合性的总～也是一次理论联系实际的训练～因此～它我们四年的大学生

本设计是对机器人大臂耳零件的加工工艺规程制～机器人大臂耳零件的结构简～表平面可以按照图形直接仿形切割至成～其主要加工孔。具体为钻攻9-M6螺纹、钻扩铰φ24mm、φ37mm。在零件技术要求中～要求处理HRC40-45,因注意HRC是洛氏硬度～而该机器人大臂耳零件材料为Q235～Q235含碳量很低,淬火后得不马氏,所以调制处理对它没有意义.Q235只为结构用钢,或者是不力的非重要零件,直接使或锻造后正火就可以.故本次设计中～将忽略“调质理HRC40-45”此项技术

关键词:机器人大臂支耳

一 前言

根零件制造工艺过程中原有物料与加工后物料重量(或质量)上有无变化及变的方向(增大或减少)，可将零件加工方分为三类:材料成形法，材料去除法和材料累加法。材料形特点是进入工艺过程的物，其初始重量等于(或近似等于)加工后最重量。用的材成形法有铸造、锻压、冲压、粉末冶金、注塑成形等，这些工艺方法使物料受控地改变几何状，多用于毛坯制造，但也可直接成形零。材料去除法,特点是零的最终几何形状局限在毛的初始几何形状范围，零件形状的改变是通去除部分材料，减少一部分重量来实

加工工艺规程是指导施工的技术文。一般包括以下内容:零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、工时定额及所采用的设备和艺装备等。个同样要求的，可采用种不同的工艺过程来加工，但其中总有一种工艺过程在给定条下是最合理的，人们把工艺过程的有关内容用文件的形式固定下，用以指导生，这个文件称“规程”。 工艺规程

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宁波大红鹰学院毕业设

技术文件的主要部分，是工艺装备、材料定额、工时定额设计与计算的主要依据，是直接指导工人作的生产法，对产品成本、劳动生产率、原材料有直接关系。工艺规程编制的质量高。对保证产品质量

工规程的具体格虽不统一，但内容大同小异。一般来说，工艺规的形式按其容详细程度，分为以下几种:1、工艺过程卡。这是一种最简单和最基本的工艺规形式，它对零制造全过程作出粗略的描述。卡片按零件编写，标明零件加工路线、各序采用的设备和工装以及工时定额.2、工艺卡。它一般是按零件的工艺阶段分车间、分零件编写，包括工艺程的全部，只是更详细说明了件的加工步骤。片上坯性质、加工顺序、各工序所需设备、工装备的要求、切削用量、检验工具及方法、工定额作出具体规定，有还需附有零件图。3、工序卡。这是种最详细的工艺规程，它是以指导工人操作为目的的进行编制的，一般按零件分工序编号。卡片上包本工序的工序草图、装夹方式、切削用量、检验工具、艺装以及时定额的细说明。实际生产中应用什样的工艺规程要视产品的生产类型所加工的零件具体情况而定。一般而言，单件小批生产的一般零只编制工艺过程卡，内容比较简单，个别关零件可制工卡;成批生产的一般零件多采用工艺卡，对关键零件则需编制工序卡片;在大批大量生中的绝大多件，则要求有整详细的工艺规程文，往往需要为每一道工序编制

加工工艺规程是规定产品或零部件加工工艺程和操作方法等的工艺文件。因此，加工工艺规程在加工中起着重要作用，主要包括以下的几个方面:工艺规程是指导生主要技术文件机械加工间生产的计划、度，工人的操作，件加工质检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规作共同依据。如处理质量事故，应按工艺程来确定各有关单位、人员的责任; 工艺规是生产准备工作的要依据;工艺规程是建制造厂(车间)的基本技术文

加工工艺规程制定必须循以下原则:所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到计图样上规定各技术要求;工艺过程应具有较高的生产效，使产品能尽快投放市场;尽量降低制造成本;注意减轻工人的劳动

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宁波大红鹰学院毕业设

工艺规程必须具备以下原始资料,产装配图、零件图。 产品验收质量标准。 产品的年生产纲领。毛坯材料与毛坯生产条件。 制造厂生产条件，包括机床备和工艺装备规格、性能和当技术态，人的技术水平，工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的力有关资料。 工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准。 国内外有关制造术资料等。 二 机人大臂支耳加工工艺规程

(一)零件的分析

1零件的作用

题目给出的零件是机器大臂支耳。该零件材料为Q235，机器人大臂支耳的主要作用是与其他零件进行接，图中M6均油孔，2-M6孔用于该零件与其他零焊接。因此加工机器人大臂支耳零件的加工量会直接影响到与

图2.1 机器人大臂

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宁波大红鹰学院毕业设

图2.2 机器人大臂

2零件的工艺分析

由机器人大臂支耳零件图可知，其工件材料Q235, 在零件图技术要求中，要求调质处理HRC40-45,因注意HRC是指洛氏硬度，Q235含碳量很,火后得不到马氏体,以调制处理对它意义.Q235做结构用,或是不受力的非重要零件,直接使用或锻造后正火就可以.故本次设计中，将忽“调处理HRC40-45”此项技术要。表平面可以按照图直接仿形切割至成型，其主要加工孔。可其分为三组加工。它相互有一定的位置要求。现分析如

(1)以?50mm为中心，加工6-M6mm深10,孔深12。钻，扩，

钻，扩，铰mm

(2)以右端面20mm中心线，

(3)加工M6

(二)机器人大臂支加工

1 毛坯选择应该注的几

(1)零件

(2)零件材

(3)零件的结

(4)现有

2 确定毛坯的

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零件材料为Q235。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸，故可以采用仿形切割至型，这对提高生产效率，证加工质量

3 粗基准

粗基准选择应当满足

(1)粗基准的选择应加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果件上表面上有几不需加工的表面，则应选择其中与加表的相互位置精度要求较高的表面作为粗基。以求壁厚均匀、形

(2)选择加工余量要求匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求匀的重要表面。因而在工时选择导轨面为基准，加工床身的底面，再以底面作为精基工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余，使表层保留而细致组

(3)应选择加工余量最小的表面作为粗准。这样可以证该面有足够的加

(4)应尽可选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准紧可靠。有浇口、冒口、边、毛刺的表面不宜选作基准，必要时

(5)粗基应避免重复使用，因为粗基准的表面大多是粗糙不规则的。次使用难以保证表面间的

4 精基准

(1) 用工序基准作为精基准，实现“基准重合”，免产生基准不重合

(2) 当工以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能多数工序中此组精基准定位，实现“基准”，以减少工装设计制造费用、高生产率、避

(3) 当加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作基准，即遵循“自为基准”。该加工表面与其他表面间的置精度要求由

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(4) 为了获得均匀的加工余量较高的位置度，可遵循互为基

加工的原则。

5 具体到本零件，应该选择精基。精基准的择主要考虑基准

题，当设计基准与工序基准重合时，

(三)工艺路

由于生产类型为大批生产，应尽量工序集中来高生产率，除此

应降低生产成本。

1 工艺方案一

2.1 工艺

工序1: 划

工序2: 攻螺纹6-M6mm深10,孔深12 工序3: 攻螺纹2-M6mm深12,孔深17 工序4: 钻攻螺

工序5: 钻，扩，铰mm

工序6: 钻，扩，铰mm

工序7: 锐角倒钝，倒

工序8: 终检

2 工艺方案二

表 2.2 工艺方案二表 工序1: 划各孔

工序2: 钻，扩，铰mm

工序3: 钻，扩，铰mm

工序4: 攻螺纹6-M6mm深10,孔深12 工序5: 攻螺纹2-M6mm深12,孔深17 工序6: 钻攻螺

工序7: 锐角倒钝，倒

工序8: 终检

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3 工艺方案的比

上述两个工艺方案的特点在于:方案一

工mm、mm。方案是先

再加工6-M6mm、2-M6mm。上两种方案均为以行方案，但为使

先加工6-M6mm、2-M6mm、可台式钻床上完，节约工时。故选

本设计最终方案。

4确定工艺过

工序1: 划

工序2: 攻螺纹6-M6mm深10,孔深12 工序3: 攻螺纹2-M6mm深12,孔深17 工序4: 钻攻螺

工序5: 钻，扩，铰mm

工序6: 钻，扩，铰mm

工序7: 锐角倒钝，倒

工序8: 终检

(四)确定切削用量

工序2.钻攻螺纹6-M6mm深10mm,孔深12mm

机床:立式钻床Z525型

刀具:Φ5mm的麻花钻，M6丝锥。

钻6-Φ5mm的孔，

f=0.15mm/r(《工艺手

v=0.61m/s=36.6m/min(《工

ns=1000v/πdw=466(r/min)

按机床选取nw=400r/min, (按《工

所以实际切削

dwnw3.14，225，400,V,,,31.42(m/min)10001000

攻6-M6mm螺纹，

v=0.1m/s=6m/min

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宁波大红鹰学院毕业设计(论文) ns=238(r/min)

按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度:

V=4.9(m/min)

基本时间:

钻6-M6mm孔，攻，基本

工序3.钻攻螺纹钻攻螺纹2-M6mm深12,深17 加工步骤

M　6工序4:钻

机床:立式钻床Z525型

刀具:Φ5mm的麻花

各计算参数同

钻攻螺纹M6mm，基本时

工序5:钻，

机床:专用组

刀具:麻花钻、扩

,35mm(1)、钻孔

ap切削深度:20mm

ffmmr,(0.60~0.70)/进给量:根据《机械加

,35mm由于本零件在加工孔时属于刚度零件，

fmmrmmr,，,(0.60~0.70)0.75/(0.63~0.525)/则

fmmr,0.45/根据《机械工工艺师

Vm,24/min

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宁波大红鹰学院毕业设

dV0取=24, =35代入

1000100024V，nr,,,218/min,d3.1435，n0机床主轴转速:，根据《

nr,233/min

,dn3.1435233，，0,Vm,,,25.6/min,V10001000实际切削速

l被切削层长度: 20mm

llmm,201刀具

llmm,32刀具切

走刀次数为1

lll，，12t,j1tjfn机动时间: 式 (2-4)

l,30l,2f,0.45n,23321取l=20mm，，, ,代入公式(2-4)得:

tj1?0.43min

,35mm(2)、扩孔

ap切削深度:20mm

f进给量:根据《机械加工艺师手

f,，,(0.9~1.2)0.7(0.63~0.84)mmr/

f,0.72mmr/参照《机械加工工艺师手册》表28-31，取 VVm,19/min切削速:参照《机械加工工艺

dV0取=19, =36.8代入

1000100019V，nr,,,164/min,d3.1436.8，n0机床主轴转速:，根据《

nr,174/min师手

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宁波大红鹰学院毕业设

,dn3.1436.8174，，0,Vm,,,20.1/min,V10001000实际切削

根据《机械加工工艺

l被切削层长度: 20mm

llmm,41刀具

llmm,32刀具切

走刀次数为1

l,4l,3f,0.72n,17421取l=20mm，，, ,代入公式(2-4)得:

tj1机动时间 ?0.24min

(3)铰孔

ffmmr,(0.95~2.1)/进给量:根据《机械加工

fmmr,1.2/根据《机械工工艺师手

Vm,9.1/min

dV0取=9.1, =37代入

100010009.1V，nr,,,78/min,d3.1437，n0机床主轴转速:，根据《机

nr,72/min手册》

,dn3.143772，，0,Vm,,,8/min,V10001000实际切削速

l被切削层长度: 20mm

llmm,51刀具切

llmm,202刀具

走刀次数为1

l,5l,20f,1.2n,7221取l=20，，, ,代入公式(2-4)得:

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宁波大红鹰学院毕业设

tj机动时间 ?0.52min

工序6:钻，

机床:专用组

刀具:麻花钻、扩

(1)、钻?22mm孔

ffmmr,(0.45~0.55)/进给量:根据《机械加

,35mm由于

fmmr,0.32/根据《机械工工艺师

Vm,24/min

dV0取=24, =28代入

1000100024V，nr,,,272/min,d3.1428，n0机床主轴转速:，根据《

nr,233/min

,dn3.1428233，，0,Vm,,,20.4/min,V10001000实际切削速度: 走

tj同工序5得出，机动

(2)、扩?23.85mm孔

f进给量:根据《机械加工艺师手

f,,，,,(0.81.0)0.7(0.560.7)mmr/

f,0.6mmr/参照《机械工工艺师手

VVm,19.8/min切削速度:参《机械加工工

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宁波大红鹰学院毕业设

dV0取=19.8, =29.8代

1000100019.8V，nr,,,211/min,d3.1429.8，n0机床主轴转速:，根据《

nr,233/min师手

,dn3.1429.8233，，0,Vm,,,21.8/min,V10001000实际切削

根据《机械加工工艺

l被切削层长度: 20mm

llmm,41刀具

llmm,32:

走刀次数为1

l,4l,3f,0.6n,23321取l=20，，, ,代入公式(2-4)

(3)铰孔

ffmmr,(0.8~1.8)/进给量:据《机械加工

fmmr,1.2/根据《机械工工艺师手

Vm,9.9/min

dV0取=9.9, =30代入

100010009.9V，nr,,,105/min,d3.1430，n0机床主轴转速:，根据《

nr,96/min 师手

,dn3.143096，，0,Vm,,,9/min,V10001000实际切削速: tj机动时

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宁波大红鹰学院毕业设

工序7.锐角倒钝，倒

工序8.终检

三 总结

机器人大臂耳的加工工艺设计主要是确定加工艺路线，机械加工余量和切削用、基本工时的确定。在本设计中工件加工工艺路线正确合理，能保证加工工件的精度。在设中到了很多问题，如出现艺路线的不合理，至出现不能保证加所求达到精度。在指导老师的悉心认真的指导下，经过三个多月自身的不断努力，这些问题都一一解。这个过程中，对机械加工工艺有关的知识了更深的理解，增强了本专业综合知识运用的力，使我对专业知识、技能有了进一步的提，为

这次做论文的经历也会使我终身受益，我受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的力，没有自己的研究，不会有所突破，就不叫论文了。望次的历能我在以后学习中激励我继续进步。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的成，归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运专业知识，并在设计得以体现。正是了他们的悉心帮助和持，才使我的毕业论文工作顺利完

致谢

经过这次的业设计，让我深刻的体会到什么叫做真正的学以置用，这正是我们做学问真正目的，也正是大多数者难以做

在课堂上学到的都是以理论为主，践为辅，而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据，实际行动为主。比如:我们的毕设计就是要以理论知为原则来设器人大臂支耳工艺，然后根据你的设计步骤来进行实践验正，看实践操作是否满足工艺程技术要求，若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了任何事情要细心、认真、有耐心，虑一个细节问题要全面周

通过这一阶段努力，我的毕业论文《机器人大臂之耳加工工艺设计》终完成了，这意味着大学生即将结束。在大学阶段，我在学习上

- 13 -

宁波大红鹰学院毕业设

非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、学和朋友的关、支持和鼓励是分

在本论文的写作过程中，我指导老师朱老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到遍又一遍地指出每稿中的体问题，严把关，循善诱，她给了我耐心的指导和无私的帮助，在我示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极关心和支持的各位老师及心我的同学和朋

写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业文的完成，同样意味着新的学习生活

最后，再次对关心、帮助过我的老和同学表衷心地感谢 参

[1] 李旦等，机床专用夹具图册，哈滨:哈尔滨

[2] 孙已德，机床夹具图册，京:机械

[3] 何玉林，机械制图，重庆:庆大学出版

[4] 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，状和位置公差，

[5] 淘济贤等，机床夹具设计，北京:机械

[6] 李洪，机械加工工艺师手册，北京:机械

[7] 机械设计手册编委会，机械设计手卷4，北京:

[8] 东北重型机械学院，机床夹具设计册，上海:上

[9] 贺光谊等，画法几何及机械制，重庆:重

[10] 丁骏一，典型零件制造工，北京:机

[11] 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具

[12] 东北重型机械学院等，机床夹具设手册，上海:上

[13] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京:

[14] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机加工工艺人员手册，

[16] 马贤智，机械加工余量与公差册，北京:

[17] 上海金属切削技术协会，金属切削册，上海:上

[18] 周永强，高等学校毕业设计指，北京:中国

- 14 -

毕业设计(论文)指导教

学生姓名 课 题 评价项目 具 体 要 求 满 分

开题报告 能独立查阅文献和从事调研;开题告说明充分;

基础知识与 20 能运用所学基知识和技能

分析及实践 分析与计算正确;实验数据可靠;设合理，体现出 30 能力 一定的分析和

出勤情况及对设计(论文)高度重视;按要求准时完相应的进 20 度内容;工作态度积极

创新能力 体现出定的

评分合计

指

导

教 师

评

语

指导教师(签名) 年 月 日

毕业设计(论文)评阅教

学生姓名 课 题

评价项目 具 体

课题与专业及岗位的相性强，

课题与任务 20 技术应用能，体现了学生能力与素质

练

内容充实，观点正确，论据充分，论证有力，条理论内容 45 分，语言流畅;体现独立思考

符合对应文的基本要求。格式、术语、图表、数规范 10 据等各资料的运用及引用规范(

实用性 在实际工作中有一定的应用价值 15 工作量及难度 10 工作量饱满，

评分合计

评 阅 教 师

是否可以提交答辩

评阅教师(签名) 年 月 日

毕业设计(论文)答辩记录 学生姓

指导教师 记录人 答辩日期

答辩记录:

毕业设计(论文)答辩

学生姓名 课 题

评价项目 具 体 要

思路清晰;语言表达准，概念

课题陈述 论据充分;简明扼要阐述论文

作过程和独到见解

及时、正确回答答辩老师所提出的问题;语言表答 辩 30 达清楚，紧扣主题，具

答辩态度 认真准备答辩;时间制恰当;态

评 分 合 计

答

辩

总

体

评

价

答

答辩成员签字 年 月 日

毕业设计(论文)综合

学生姓名 课 题

指导教师评定

评阅教师评定

答辩成绩

百分制成绩

综合成绩

五级记分制成绩

毕业设计 (论文)

组长签字

机器人大臂支耳加工工艺设计（可编辑）

机器人大臂支耳加

宁波大红鹰学院 毕

资 料 汇 编 课题名称: 机器人大臂支耳加工工艺设计 分 院: 机电学院 班 级: 08模具1班 姓 名: 王 华 学 号: 08142070131

指导教师: 朱 火 二?

五 月 目 录 毕

毕业设计(论文)

毕业设计(论文)指

毕业设计(论文)

毕业设计(论文)指导教

毕业设计(论文)评阅教

毕业设计(论文)

毕业设计(论文)答辩

毕业设计(论文)综合成绩评表 毕业

题名称: 机器人大支耳

分 院: 机电学院

教 研 室: 机自教

指导教师: 朱火

六 月

课题适应的岗位名称

浙江地区特是宁波地区机械制造业相对比较发达，对学进行产品设计和制造力的培养，可满足区域经济

本课题为学生独

通过典型机械零件的艺分析和零件加工工艺编制，综合运用机械设计、制造课程的知识及其它相关课程论，结合生产知识，培养学生分析和解决一般工程际题的能力，并使所学知识得到进一步巩、深化和扩展。 设

原始数据:机器人大臂支

设计要求:完机器人大臂支耳的工程图、三维图;完成机器人大臂支工艺规程(包括过程卡工序卡);完成符合学要求的毕

在设计过程不能照抄现有资料，应当经过自己的努力，理解和化资料，提出自己的见，认真分析和解决实过程中遇

能够较好地合运用所学专业知识和技能。报告依据充分，论正确，有一定见解，文通顺，条理清楚，数据准确，

在规定时间内独立完成毕设计。符合规范的写作格式并同时达到一定的字数(3000字右)。论文应是在调查究或实验实践的础写出的、有独立见解的文章。收集资料、材料均要实事求是，摘录要符合作者原意，不断章取义，资料要注出

1、2010年7月1日-2010年9月28，收集资料，阅

献，查找技术资料，确定

2、2010年10月12日前，完成零件工图及三维图的

3、2010年11月2日前，完零件工艺过卡、零件工序卡

4、2010年11月12日前，完成论文初稿。

5、201011月13日-2010年11月21日，论文修改。求论文格式达到学院要求。论文包括:摘要、关键、正文、

6、2010年11月24-2010年11月30日，答。 主要参考文献

1、机械制造加工工

2、机械零件设计

3、机械制图方

4、工程图和三维图计方

5、本课题相关的其他参考文。 其

保持电话畅通，方便指导老师随时联。集中指导间与地点以通知

毕业设计过程中，如需答疑导随时与

机器人大臂支零件原始数据如下图所示: 机器人大臂支耳零件草图 毕业设计(论文)开题报 课题名称: 机器人臂支耳加

分 院: 机

班 级: 08模具1班

姓 名:

学 号: 08142070131

指导教师: 朱火美 二?一?

一、课题简介

机械制造工艺学课是在们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课程后进行的。这是我在进行毕业之对学各课程的一次深入的综合性的总复，也是一次理论联系实际的训练，因此，它我们四年的大学生中

就我而言，我希能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中自己分析问题、解决问题的，从而更好的以积极向上的态度对待工作能溶

本次设计是对机器人大臂耳零件的加工艺规程编制，机器人大臂耳零件的结构简单，表平面可以按照形直接仿形切割至成型，其主要加工孔。具体钻攻9-M6螺纹、钻铰φ24mm、φ37mm。在零技术要中，求调质处理HRC40-45,因注意HRC是指洛氏硬度含碳量很低,淬后得不到马氏体,所以调制处理对它没有意义.235做为结构用钢,或者不受力的非重要件,直接使用或锻后火就可以. 二、本课题的

从二十世纪20年代开始，着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械加工制造中开始现自动线，最早出现的是组机床自动线。机械工造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切加和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如坯制造、加、装配、检和装等的综合自动

采用自动线行生产的产品应有足够大的产量;产品设计和工应先进、稳定、可靠，在较长时间内保持基本不变。

生产中采用自线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产衡性，有显

随着市场竞争的加剧和对品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控合机床及其自动线正在冲着传统的组机生线，因此，组合机床生产线的发展思路必须以高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床作可靠性和组合机床技成套性为主攻方

机装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的轴转速和给速度。复合、多功能、多轴化控制的前景亦看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产周的缩短也要求加机床能够随时调和适应新的变化，满足各种产品的加工需然而更关键是代通信技术在床装备的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修，运状况进行监控并积累有关数据;通过网络对远程的备进行修和检查、提供售后服务等。在这方面我国就先进国家还有相当大的差，此我国组合机床生产线高度、高精度、柔性化、模块化、调可变、任意加工以及通信技术应用将是今后的发展

从以上论述以看出我国目前的机械加工生产线在节拍时间、性化进展、加工精度、合自动化程度、可靠性和利用

了长足的进步发展。控制技术也由集中控制方式转向分散控制方式。未来将向高速、高精、柔及数字方向发展。 、课题的

1.进行机器人大臂耳加工工艺分析，制定工艺案。分析其形、尺寸、工艺性及使用

2.确定合适的工艺方案;确定工序数量、工的组合和先后顺，制定一个经济合理

3.制定工艺卡片和

4.制定设计说明书一份。 四、完成课题的条件

机器人大臂耳零件工

机械加工工艺相关参考文

熟悉并能运用所学机械加

熟并能运用现有机械相关参考文献资料。 、课题工作进程: 完成容 日期安排 收集资料，阅读参考文，查找技术资料，确定设计方案。完成开题报告。 20107月1日-2010年9月28日 完成工程图及三维图的绘 20101012日前 完成零件工艺过程卡、零件工序卡编制 2010年11月2日前 完论文稿 2010年11月12日前 论文修 2010年11月13日-2010年11月21日 毕业答辩 2010年11月24-201011月30日 六、主要参考

[1] 李旦等，机床专用夹具图册，尔滨:哈尔滨

[2] 孙已德，机床夹具图册，京:机械

[3] 何玉林，机械制图，重庆:庆大学出版

[4] 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，状和位置公差，

[5] 淘济贤等，机床夹具设计，北京:机械

[6] 李洪，机械加工工艺师手册，北京:机械

[7] 机械设计手册编委会，机械设计手卷4，北京:

[8] 东北重型机械学院，机床夹具设计册，上海:上

[9] 贺光谊等，画法几何及机械制，重庆:重

[10] 丁骏一，典型零件制造工，北京:机

[11] 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具

[12] 东北重型机械学院等，机床夹具设手册，上海:上

[13] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京:

[14] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机加工工艺人员手册，

[16] 马贤智，机械加工余与公差手，北京:中国

社，1994。

[17] 上海金属切削技术协会，金属切削册，上海:上

[18] 周永强，高等学校毕业设计指，北京:中

指

导

教

师

意

见 本栏填写:(打印时此格红色字都删除、版时此页单独成

评语:(可以先写，也可在后写，

某某同学的题为《??》的毕业设计开题报告较(或一般)，同意

或:此开题报告较好(

说明同意或不同意开题的

? 选题是否符合要，该课题是否具有“专业性”、“实用性”、“先进性”;该课题的难程度、工作量适当;选题依据(来源)是否正确，内外研究现状的描述是否准确，该论(设计)的目的

? 开题报告中所提出的设计 “技术实现案”是否切实

? 该同学完成报告的条

? 步骤与时间安排是

? 参考资料

建议:

在哪些方面还有欠缺，需要补些什么。

阶段有什么建议，需要注意哪些题，需要

师(签名):

年 月 日 教 研 室 意 见 主任(签名):

年 月 日 二级

学

院

意

见

院长(签名):

年 月 日

毕业设计(论文)指导情况记 学生姓

级 课 题 指导间及方式 存在问题 指

指导教师签名 指导教

、 指导教师签名 指导教

指导教师签名 指导教师

指

毕业设计(文) 分 院: 机电学院 学

专业班级: 08模具1班

学 : 08142070131 指

机器人大臂支耳加

摘要:机械制造工艺学是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课程后进行的。这我们在进行毕业对所学各课程的一次深入的综合性的总，也是一次理论联系实际的训练，因此，它我们四年的大学生

本设计是对机器人大臂耳零件的加工工艺程编，机器人大臂耳零件的结构简单，表面可以按照图形直接仿形切割至成型，其主加工孔。具体为钻攻9-M6螺纹、钻扩铰φ24mm、φ37mm。在零件图技术要求中，要求调质处理HRC40-45,因注意HRC是洛氏硬含碳量低,淬火后得不到马氏体,所以调制处理对它没有意义.235只做为结构用钢,或者是不受的非要零件,直接使用或锻造后正火就可以.洛硬度含碳量很低,淬火后得到马氏体,所以调制处理它没有意义.235只为结构用钢,或者是不受的非要零件,直接使用或锻造后正火就

(1)以?50mm为中心，加工6-M6mm深10,孔深12。钻，扩，

钻，扩，铰mm

(2)以右端面20mm中心线，

(3)加工M6

(二)机器人大臂支加工

1 毛坯选择应该注的几

(1)零件

(2)零件材料

(3)零件的结

(4)现有

2 确定毛坯的

零件材料为Q235。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸，故可以采用仿形切割至型，这对提高生产效率，证加工质量

3 粗基准

粗基准选择应当满足

(1)粗基准的选择应加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果件上表面上有几不需加工的表面，则应选择其中与加表的相互位置精度要求较高的表面作为粗基。以求壁厚均匀、形

(2)选择加工余量要求匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求匀的重要表面。因而在工时选择导轨面为基准，加工床身的底面，再以底面作为精基工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余，使表层保留而细致组

(3)应选择加工余量最小的表面作为粗准。这样可以证该面有足够的加

(4)应尽能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺

作粗基准，必要时需

(5)粗基应避免重复使用，因为粗基准的表面大多是粗糙不规则的。次使用难以保证表面间的

4 精基准

(1) 用工序基准作为精基准，实现“基准重合”，免产生基准不重合

当工件以一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采组精基准定位，实现“基准统”，以减少工装设计制造费用、高生产率、避

当精加工光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精，即遵循“自为基准”原。该加工表面与其他表面间的置精度要求由

为了获得均匀的加工余量或较高的位精度，可遵循为基准、反复加工

6-M6mm10,孔深12 工序3: 钻攻螺纹2-M6mm深12,孔深17 工序4: 钻攻螺纹M6mm 序5: 钻，

工序6: 钻，扩，铰mm 序7: 锐

工序8: 终检 2 工艺方案二

表 2.2 工

工序1: 划各孔位线 工序2: 钻，扩，铰mm 工序3: ，扩，铰mm 工序4: 钻攻螺纹6-M6mm10,孔深12 工序5: 钻攻螺

序6: 钻螺纹M6mm 工序7: 锐角倒钝，倒角0.5mm 工序8: 终检 3 工艺方案的

上述两个工艺方案的特点在:方案一是先加工6-M6mm、2-M6mm、再加工mm、mm。方案是先加工mm、mm，再加6-M6mm、2-M6mm。上述两种方案均为可以行方案，但为使加工便，先加工6-M6mm、2-M6mm、可在台式钻床完成，节约时。故选择为本设计最终方

4确定工艺过

工序1: 划孔位线 工序2: 钻攻螺纹6-M6mm深10,深12 工序3: 钻

钻攻螺纹M6mm 工序5: 钻，

钻，扩，mm 工序7: 锐角倒钝，倒角0.5mm 工序8: 检 (四)确定切削用量

工序2.钻攻螺纹6-M6mm深10mm,孔深12mm

机床:立式钻床Z525型

刀具:Φ5mm的麻花钻，M6丝锥。

钻6-Φ5mm的孔，

f 0.15mm/r(《工艺手

v 0.61m/s 36.6m/min(《工

ns 1000v/πdw 466 r/min

按机床选取nw 400r/min, (按《工

所以实际切削速度: 攻6-M6mm螺纹，深10mm

v 0.1m/s 6m/min

ns 238 r/min

按机床选取nw 195r/min, 则实际切削速度:

V 4.9 m/min

基本时间:

钻6-M6mm孔，攻丝，基本时为60s. 工序3.钻攻螺

纹2-M6mm深12,孔深17

加工步骤同上。 工序4:钻攻螺纹

机床:立式钻床Z525型

刀具:Φ5mm的麻花

各计算参数同

钻攻螺纹M6mm，基本时间为10s. 序5:钻，扩，铰孔 机床:专用

刀具:麻花钻、扩

(1)、钻孔

切削深度:20mm

进给量:根《机械加工工艺师手册》表28-10， 由于本零件在加工时属于底刚度零件，故进

0.75，则

根据《机械加工工艺师手册》表28-13，取 取切削速度

取 24, 35入公

机床主轴转速:，根据《机械加工工艺师

被切削层长度: 20mm

刀具切入长度:

刀具切出长度:

走刀次数为1

机动时间: 式 2-4

取l 20mm，，, ,代入公

?0.43min

(2)、扩孔

切削深度:20mm

进给量:根据《机械加工工艺师册》表28-30， 参

加工工艺师手册》表28-31，取

切削速度:参照《机械加工工艺师手册》表28-31，取 取 19, 36.8代入公式(2-1)得

机床主轴转速:，根据《机械加工工艺

根据《机械加工工艺师手册》表28-42 被

刀具切入长度

刀具切出长度:

走刀次数为1

取l 20mm，，, ,代入公

机动时间 ?0.24min

(3)铰孔

进给量:根《机械加工工艺师手册》表28-35，取 根据《机械加工工艺手册》表28-36，取

取 9.1, 37入公

机床主轴转速:，根据《机械加工工艺师

被切削层长度: 20mm

刀具切入长度:

刀具切出长度:

走刀次数为1

取l 20，，, ,

机动时间 ?0.52min 工序6:钻，扩，孔 机床:专用组

刀具:麻花钻、扩

(1)、钻?22mm孔

进给量:根《机械加工工艺师手册》表28-10， 由于本零件在加工时属于底刚度零件，故进

0.75，则

根据《机械加工工艺师

取切削速度

取 24, 28入公

机床主轴转速:，根据《机械加工工艺师

走刀次数为1

同工序5得出，机动时间?0.42min (2)、扩?23.85mm孔 进给量:根据《

加工工艺师手册》表28-31，取

切削速度:

机床主轴转速:，根据《机械加工工艺

根据《机械加工工艺

被切削层长度: 20mm

刀具切入长度

刀具切出长度:

走刀次数为1

取l 20，，, ,

机动时间 ?0.20min (3)铰孔

进给量:根据《机械加工工艺师手册》表28-35，取 根据《机

取切削速度

取 9.9, 30入公

机床主轴转速:，根据《机械工工艺师

实际切削速度:

机动时间 ?0.40min

工序7.锐角倒钝，倒

工序8.终检

三 总结

机器人大臂耳的加工工艺设计主要是确定加工艺路线，机械加工余量和切削用、基本工时的确定。在本设计中工件加工工艺路线正确合理，能保证加工工件的精度。在设中到了很多问题，如出现艺路线的不合理，至出现不能保证加所求达到精度。在指导老师的悉心认真的指导下，经过三个多月自身的不断努力，这些问题都一一解。这个过程中，对机械加工工艺有关的知识了更深的理解，增强了本专业综合知识运用的力，使我对专业知识、技能有了进一步的提，为

这次做论文的经历也会使我终身受，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，有学习就不可能有究的能力，没自己的研究，会有突破，那也就不叫论文了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励继进步。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各任课老师的认负责，使我能够好掌握和运用专业知识，

计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助支持，才使的毕业论文工作顺利

致谢

经过这次的业设计，让我深刻的体会到什么叫做真正的学以置用，这正是我们做学问真正目的，也正是大多数者难以做

在堂上学到的都是以理论为主，实践为辅，而现生活中不论是做什么事情都是以理为办事依据，实际行动为主。比如:我们的业设计就是要以理论知识为原则来设计，然后再根据你的设计骤进行实践验正，看实践操是否满足工艺过程和术要求，若不行则要进次修改直合格为。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心，考虑每一个细节问题要全面周到。通这一段的努力，我的毕业论文《》终于完成了，这味着大学生活即将结束。大学阶段，我在学习上和想上都受益非浅，这除自身的努力外，与各位老、同和朋友的关心、支持和鼓励是分不

在本论文的写作过程中，的导师老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一又一遍地指出每稿中的具问题，严格关，循诱，她给了我耐心的指导和无私的帮助在此表衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极关心和支持的各位老师以心我的同学和朋

写作毕业论是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同也意味着新的学习生活开始。最后，再次对关心、帮

同学表示衷心

参考文献[1] 李旦等，机床专用夹具图册，哈尔滨:哈尔

[2] 孙已德，机床夹具图册，京:机械

[3] 何玉林，机械制图，重庆:庆大学出版

[4] 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，状和位置公差，

[5] 淘济贤等，机床夹具设计，北京:机械

[6] 李洪，机械加工工艺师手册，北京:机械

[7] 机械设计手册编委会，机械设计手卷4，北京:

[8] 东北重型机械学院，机床夹具设计册，上海:上

[9] 贺光谊等，画法几何及机械制，重庆:重

[10] 丁骏一，典型零件制造工，北京:机

[11] 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具

[12] 东北重型机械学院等，机床夹具设手册，上海:上

[13] 孟少龙，机械加工工艺手册1卷，北京:

[14] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机加工工艺人员手册，

[16] 马贤智，机械加工余量与公差册，北京:

[17] 上海金属切削技术协会，金属切削册，上海:上

[18] 周永强，高等学校毕业设计指，北京:中

毕业设计(论文)指导教师成评定表

评价项目 具 体 要 求 满 评价得分 开

准备 能独立查阅文献和从事调研;开题报告说充分;综述简完整 20 基

技能 能运用所学基础知识和能发现与

分析及实践

能力 分析与计算确;实验数据可靠;设计合理，体现出一定的分析和实践能力 30 情况及工作态度 对设计()高度重视;按要求准时完成相的进度内容;

创新能力 体现出一定

指导

教师

评语 指导教师(签名) 年 月

毕业设计(论文)评阅教师成评定表

评价项目 体 要 求 满 分 评价得分 课题与任务 题与专业及的相关性强，有利于提高学生的应用能力，体现了对学生能力与

内容充实，观点正确，论据充分，论证有力，条理分明，语流畅;体现独立思考和新性 45 规范性 符

基本要求。式、术语、图表、数据等各种资料的运用及引用规范(符合标准) 10 实用性 在实际工作有一定的应

工作量及难度 工作量饱满，难

教师

评语 否可以提交答辩 是 否 评阅教师(签名) 年

毕业设计(论文)

学生姓名 课 题 指导师 记

答辩记录:

毕业设计(论文)答辩成绩定表 学

评价项目 具 体 要 求 满分值 得分

思路清晰;语言表达准确，念清楚，论点明确，论据充分;简明扼要地阐述论文的基本内容、写作过程和独见解 50 答 辩 及时、正回答辩师所提出的问题;语言表达清楚，紧扣主题，具有服 30 答辩态度 认真准备答辩;时间控制恰当;度谦虚、诚 20 评 分 合 计

总体评价 答辩组长签字:

答辩成员签字 年 月

毕业设计(论文)综合成绩定表 学

指导教评定成绩 评阅教师评定成绩 答成绩 综合成 百分制成绩 五级

毕业设计(论文)领导小组审定意见 组

年 月 日 毕业设计(论文)开题告 - 3 - 宁波

机器人木构工艺

2016年第6期 / 西人居环

设计结合建造

DOI: 10.13791/j.cnki.hsfwest.20160601

袁烽, 柴华. 机器人木构工艺[J]. 西部人

机器人木构工艺

*

Robot Wooden Structure Technology

袁?烽 柴 华 Philip F. YUAN, CHAI Hua

摘 要 木材作为一种天然可再生的绿色建材，未来建产业化发展中具有极大潜力。随着胶合木生产技术的迅速提升，木材已成为一种大尺度、质强比的高性能材料。随着数字化设计与建造技术的快速发展以及新兴字构工艺的创新提升，现代结构产业升级已经找到要的支撑。数字木构以数化构性能找技术为础，充分利用机器人精确高效的加工能力，使复杂木构件的大批量定制生产成为可能。江苏省园艺博览会现结主题馆项目将结构找形与机器人建造技术相结合，时通过结构性能优化以及参数几何优化技术，实现了从设计、预制到现场监测、快速营造全新的一体化数字建筑工艺。苏州构主题馆是机器人木产业化的一次成

关键词 机器人建造；木构

中图分类号 TU237

文 章 编 号 2095-6304（2016）06-0001-07

Abstract: As a natural renewable green building material, wood has great potential in the future architectural industrialization. Along with the enhancement of laminated wood and other production techniques, wood has become a large-scale high performance material. Modern wooden structure industry has found great support owing to the development of digital design and construction technology and the innovation of newly-developed wooden structure technology. Based on digitalized structural performance form-finding techniques, digital wooden?structure?utilizes?the?precise?and?effi?cient?processing?technology?of?robots?to?make?the?mass production of customized complex wooden components possible. The modern wooden structure?theme?pavilion?of?Jiangsu?Horticultural?Exposition?combines?form-fi?nding?technique?with robot building technique to realize the new integrated digital technology from design, prefabrication to field monitoring and quick construction, through structural performance optimization and parameterized geometry optimization technology. Suzhou wooden structure theme pavilion is a successful attempt in robot wooden structure industrialization.Keywords: Robotic Fabrication; Wood Tectonics; Structural Performance

0?引?言

木是最古老的建筑材料之一，“建构”（tectonics ）一词源古希腊文tecton，意为木匠（carpenter ）或建者。建构作为一种对建造过程的诗意表达，从根源上木构息息相关。20世纪以来的100多年时间里，木材的生产技术、技工技术和建筑设计法发了剧烈变化，尤其最近10年间，数化设计技术和建造方法为木材打了一种新的数字建的可能[1]。近来，建筑教育与究领域纷将目光投向新兴器人建造技术与传统木材的结合，建筑联盟学院（AA School of Architecture）、苏黎世联理工院（ETH Zurich）、德斯图加特大学计算设计研所（ICD，University of Stuttgart）等机构已经在该领域取得令瞩目的研究成果。本文以苏州结构主题馆为例，旨在探一种整合现代木、数字设计技和机器人建造艺的机器人木构新工艺

* 国家重点研“绿色工与

发计划资助项目（2016YFC0702100）；“国家自然科学基金”资助项目（51578378）；“中德科学基金（家然科学基金委NSFC 和德国科学基会DFG ）合作资助项目”（GZ1162）；上海市数字建造工程中心”重点研发

金资助项目；上海市科学技术委员会科研“划”资助项

作者简介袁 烽：同济大学筑与城市

士生导师，philipyuan007@tongji.edu.cn

柴 华：同济大学建筑与市规划

1?机器人木构工艺

随着全球木材资的可持续供给和现代木结构技术的发展，木结构建筑在世界范围益普及。现代木结构在绿色保、保温节能、结构抗震等面表现出卓

ISSUE 6 DEC. 2016 / JOURNAL OF HUMAN SETTLEMENTS IN WEST CHINA / 002

国家，70%的住房为木结构建。随着现代木结构对产业化升级的迫切需求，传统机械化加工技术难以实现现代木构建造需的生产力水平。立在数字化计与建造技术础上新兴字木构工艺成为现代木结构产业升级的重要支撑[2]。个纪以来，木材材料性能、木材加工工具和设计方法的快速演进机器人木构工的出现提供了大力。1.1 木材材

与多数人工建材相比，木材作为一种天可再生绿色建材，在生态节能方面具有重优势。就材料本身而言，现代化木材生产技解决了天然木材的多种缺陷（节疤、非均质、尺度受限、易蚀），使木材成为一种大尺、高强度、低质强、均质属性的材料。就工言，木在加工、改造、运输和建造方面具有明显优势，木结构不仅适用于建造低层、多层住宅，同时可以与凝土钢结构组成钢木混合结构。近年来，现代胶木材的发展使木材的材料尺不断增大，胶合木等工程产品开始被广泛应用大跨度建筑中。木构在建领域有广阔的应用前景。1.2 木材

木加工工艺决定了木结构的独特建构方式。木材加工具的发展历了从传统手工工具、机械化工具到数字工具（信息化工具）的演化。在手工工具时代，传统木工通过手工线，用斧锯刨凿等工具完成整个建造过程，设计、加工和材料通过传统匠人的手工具为一个统一的整。木结构是中传统建筑的主要形式，中国木构技术的精与技艺的高超远领先于其他明。进入业时代以后，械化的木材加工要求木构件以标准化方式进行生产。生产的标准化也对木材的均质性提出了要求，促成了胶木生技术的出现。标准化的弊端在于其要求建造的便利，因此统木工加工的节点方式被螺栓、钉的连接方式取代，木材成为一种标化建材料。与机械时代的标化相比，数字时代的特征在于定制和个性，信息的字化是数字加工具优于其他时期工

突。在手工时代，信息掌握在匠人手中；基于材的结构性能，对结构形式进行多在机械化时代，虽然工具转为机器，但是维度的模拟和优化，并通过节点试验对构件人在操控机，息仍然掌握在技术工人的连接方式进行了计和优化。项目以工中。在数字代，信能够直接通过设计和预制与机器人建造相结合的方式实现了构代码传输给加工工具（CNC，器人），非件的数字化加工。在设计过程，项目以一标准化的序列产和建造能够被经济地种基于参数的几何系对设计与建造信息成，为数木构的实现提供了支持。 进行

1.3 性能

2.1 结构性能

长以来，材料性能建筑设计的形在工程领域，网壳结构一直是一种复式生成一直是被忽略一环。手工工具杂的系统[5]。不同于混凝土或钢结构可期，材料的性能经由匠人千百年薪火传的以采用预制模版塑形，木材的加工牵建造经验转移到建筑形式中。现代木材的到复杂的铣削和孔等减材操作，为木点结构性能、加工局限和建造方式为木构的的实现带来了一系列困难[6]。在木网壳结构性能化设计带来了全可能。兴的性，宏观的高性能壳形式和部节点系统化生形计方法能通过算法整合建造材的简化与加工往往是两个相盾的目标。料、结构和形式，在这一过程中，材料属性何优所追求的统一的应力分往往会和性能分析仅仅是后合理化的工具，可形成一个自由双曲面的壳体形，这种曲面和以在设计初期驱动建筑设计[3]。同时，数字构件的双曲形式疑为机械标准生产带化设计方式和数字加工工具摆脱了机化来了极大挑战。同时筑实践同于小尺度准生产的局限，数字建造工具能以定装置建造，木网壳结构的建筑设计建造制生产模式济地完成传统节点的加工，性都要求更加成熟。建筑不仅需要均的重能模拟工具允许对节点连接的传力机制和力分，同时还要足够结构强度来抵性能进行模拟。在这一层面上，性能化设计御风和地震等活荷载[7]。此现代木结构主法将材、传艺、性能模拟、数设题馆的结构性能设计用了一种多目标参计、数字建造整合为

数的结构设计方法。

依据基地的边界条件，本项目运结2?基于构性能的机器

构性能找形工具Rhinovault[8]得到一个由6艺——现代木结构主

不同标高点边界支点和一内部支点共同支撑的自由曲面壳体结构（图1）。之后，设江苏省艺博览会现代木结构主题计以交叉网壳的构式对初始曲面进行的设计与建造是对机器木工艺的一次了结构转译，自由曲面被两个方向线组成尝试。项目以自网结构的找形为基

的斜交网格重新拟

网壳结构边缘

图1?结构性能

Fig.1?structure?performance-based?form-finding?process

2016年第6期 / 西人居环

a b

图2?以网壳结构重新

Fig.2 latticed shell structure rematched free-form surface

图3?单向连续单向半刚接节点（a ）与双向接节点（b ）

Fig.3 axial forces comparison of one-way continuous one-way semi-rigid joint (a)

and two-way rigid joint (b)

被一根连续边拱限定。之后项目采空间结构优化软件，对网格密度、方向和形态进行了优化设计。由于边拱抗倾覆能力较差，网结构的网格被分为次两个方向。梁方向的构件通长续曲，次梁方向的构件采用短直梁连接相邻两榀主梁。这种做法方增加了整体稳定性，同时也简化了构件数量和节点复杂度。主梁和梁均为矩形截，主梁垂直于地布，次梁随屋顶形态法线

如果说压力决定了壳体结构的形式，那么其他种受力环境的综合将决定壳体结的材料厚度[9]。结构采用层板胶合木主要材料。层板胶合木（简称胶合木）运用指接和胶接术，将小截面的木层板胶合作成大截面的构件。Rhinovault为一种压力结找形工具，仅考虑压力作用下的静态平衡，而不考虑结构的失稳、屈曲、剪切等受力况[10]。后续的结构优化过程通过材料性的非线性结构模拟确定了件的截面尺寸。主梁最采用500 mm×250 mm的截面，梁则450 mm×250 mm的

2.2 胶合木结构

空间木结构的相交件数量多，节点连接体系是空间结构最重要的组成部分。项目在结性能找形与的基础上，对不同节点的力学进行了数字模拟和物理实验，寻合适的节点系统。

构，由于材料不可接，节点只能做成铰接或半刚接，对于网壳结构来说，节点刚度又直影响了整体定性，因此选择合理的体系及一节点刚度来满足整体稳定要求是研

由结构设计采了单向连续（主梁方向）的网壳结构体系，因此结构接是一种单连续单向半刚接的体系。结构连接体系的设计以完全刚接的双刚接体系为照，通过单向连续、单向半刚接的结构体系与完全刚接的结构系的对比，选取合理的结构连接体系和节点刚度。由于是空间结构，分析采用非线性计算，使结构更加实地反实际的效应。分析显，两种体系的件轴比较接近，说明结构体的壳体效应比明显，杆件以轴力为（图3）。两种系的形在大部分区域较接近，但在部分拱脚区域，由梁架走向与壳体跨度方向存在20°左右的夹角，而这个方向梁本身相对平坦，拱壳效相对弱，因此双向刚接体系对于整体变形控制比有（图4）。因此于单向连续体系来说，要选择合理的节点刚度，把形控制在设允许的范围之内。要达到规范要求的稳定性，要500 kNm/rad以上的节刚度，计采节点刚度为850 kNm/rad的单向连续半刚性节点，模结果显示，在850 kNm/rad节点刚度下，结

2.2.2 节点原型

在空间木结构中，节点类型主有三种：螺栓板节点，主要用于球面网壳结构；叠合节点，与脚手架的节点类似，过螺栓将相交构串联起来，通过卡具将构夹紧；植节点配合螺栓球节点，与空间钢结构螺栓球节点类似，不之处在于将传统的锥头端板与钢杆件相焊接的方式改为通植筋方式与构件相连，主用

在这三种节点类型中，螺栓板节点刚度较低，是节点重量也较轻；植筋节点能增加节点深度；螺栓板节点与植筋节点结合能够大大增加结构刚度，但是这种混合节点的节点量大大增加。因此，在稳性允许的情况下，要根据结构分析混合两种节。本项中的主要节点形式为螺栓板节点与植筋节点的混合节点，主梁上的T形钢板通过高强螺固定在主梁上，次梁上的T形钢板用植筋定，二者之间采用高强螺栓连接。在节点刚度低的位置，低刚度的栓板能够有效地满足结稳

原型设计完成后，节点进结构实验室进行1:1的刚度试验（图7）。在节点部位放置五个位移，测定节点在5~50 kN压力下变形，据变形量计算出节点刚度。通过对节点数据对分析（表1），设计师对节点设计进行了多项改，包括植筋深度、螺栓寸等。实验结果

优化后

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a b

图4?单向连续单向半刚接节点（a ）与双向接节点（b ）

Fig.4 transformation comparison of one-way continuous one-way semi-rigid joint (a) and two-way rigid joint (b)

图5?a点为单向连续单向铰接节点；b点实际设计采用单项连续单向部分

c点为双向刚接节点

Fig.5 a. one-way continuous one-way hinged joint; b. one-way continuous one-way semi-grid joint

adopted in real design; c. two-way rigid joint

的节点刚度在1 500 kNm/rad以上，大于设计值850 kNm/rad，确了结构有一定的安全冗度。除节点刚度验，项目过程中还对其他各个环节进行了实验，如胶合层板的检测、含水率的控制、涂料耐久实验等，保证了材料结的安全性和稳定

2.3 基于节点原型

建筑几何系统是一种息整合与传输的系统，节点原型、建筑信息、建造方式以信息的形式在数字设计程中被整合，传到数字建造过程中。在本项目中，从生形到数字建模、数字建造的过程利用字化工具被整合在同数字信息流之

项的建筑几何信息系统主要包括3个方面的息，首是原始模型，即结构优化后的建筑基模型，作为节点设计和加工的基础；其次是建筑何信息模型，用于存储主要构件的相互关系和连接方式，随后的造式、加工路径都在这一模型基础上完成；最后是构的加工信息，是建筑几何与不同构加工方的叠加。在建筑几何信息系统中，构件的尺寸信息被转化为参数化关系信息，例如在节点模型中，节原通Grasshopper编程被数字化为主梁、次梁与五金件之间的相对位置系，主梁螺栓板始终平行于梁侧边，螺栓垂直于主梁，次梁植筋始终垂直于次梁面，深度为400 mm。程序以主次梁

为参数输入，依据特定的条自动生成

建筑几何系统控制3个方面加工息的输出，包括主梁、次梁和五金件，构件加工信息的输出方式取决于特定构件的加工式。例如，节点五金件的加采用工厂预制式，几信息以加工图纸的形式输出到工厂。由于构件的特异性复性，为了适应五金件供应商的机械化加工方式，五金件加工图新定义了三图的工作平面，分以组成T形螺栓板的

板为工作平面获取投影，使工人可以方便地获取两块面板的形式和连接角度。正是这种从几何到建筑方法的灵活输出方式使量特异五金件的加工得以顺利完

自由曲面的结形式对构件的加工提出了非常高的要求。以主梁为例，整个项目要的胶合木形式、尺寸、位都不相同，但节点的加精度必须控制

a

b

图6?节点：螺栓板植筋混合

Fig.6 joint: bolt board and plated bar mixed joint (a); bolt board joint (b)

图7?节点实验

Fig.7 the joint experiment

表1?节点实验数据

Tab.1 experimental data of joints

试验荷载位移

位移计2/mm

位移计3/mm

位移计4/mm

位移计5/mm

刚度/（kNm/rad）

5 kN11511810899711 727.6210 kN1821901741651152 195.6415 kN2762862632471752 237.2720 kN4114203853652572 163.6625 kN5425515064883372 209.3430 kN6736826266024192 157.7735 kN8558657917655291 996.9240 kN1 1751 1831 0831 0467281 711.6745 kN1 4281 4311 3151 2538811 583.8550 kN

1 669

1 672

1 541

1 464

1 027

1 507.23

内，因此木梁加工采用数字建造的方辅约了成本。胶合完成后，工人直接根据模助进行，以保证所有构件的精度。根据实际版的定位信开槽或打孔，保证加工精的加工限，木构件的数造方分为。虽然大型曲梁只能在工厂里人工完两种，大型构件——主梁在厂完成整成，但是数字模型中的加工信息通过模版体成形和节点预制；梁以机器人建的有效传输给了工工，实现了数字信息方式

的间接传输（图9）。 2.4.1

2.4.2 机器

因合设备的尺寸局限，大型曲梁采大批量的次梁件是主的加工用CNC辅助定位的方式进行胶合加工。难度所在。项目采用六轴机器人来实现在此程中，建筑信息（包括开槽和打孔数字模型与建造之间的连接。机器人信息）首先通过代码输给CNC，工成造过程的设计与加具的工作空间、曲梁胶合版，用于指导合过程和工加工范围直接相关。机器人配备了一台加工过程的定位。在工厂以大型钢板为底18 000 rmp的主机，通过转换工具头座，采用可灵活移动的钢架行定位，通（铣刀）能够完成所有次梁开的加工。过人工加压实现大型梁构件的整体成Grasshopper插件kukaprc①顺将建筑模形。钢架等

型转化为加工代码，

同时通过过程模拟保

2016年第6期 / 西人居环

图8?建筑几

Fig.8 building geometrical information system

证器人加工过程的顺利。对同一个节点，器人需一系列加工路径，首先需要制定木料加工的路径，从一根完整木料中铣削出需要的体形式；其后，一些细节如螺栓孔、开槽等需要额外的加工路来现。加工过程和铣刀圆形刀实际上对节点的设计式产生了一定的反馈，要现为节点角位置圆角化。机器人模拟过程一方面保证建造的顺利进行，同时能够直接生成机器代码，输出给机器行际加工。除了建筑几何信息之外，这一过程无其他几何信息的辅助。机器大批量定制的加工方式有效证了大批量构件的顺利成，不仅提高了加工精度，同时

。

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图9?工厂预制

Fig.9 prefabrication

图10?机器

Fig.10 robot processing simulation

2.5 现场装配

木构构件、五金件在工厂中预制，五金件植等工作在工厂中预先完成，因此现场施工中只要将木梁安装到位，这大大缩短了木结构的现场配时间，使木结构的现场施工只花费了一个月的时间。施工过程是一数化的过程，复杂的空间形式求定位非常精确。安装初，主次梁和五金件根据壳线进行了确编码。整个施工过程中设置了200多个测量控制点，全程采用全站仪跟踪测量定位。交界面通过全站仪生成，回软件实时更新模型和构件加工图，以此吸收各施阶段产生的累积误差。根据体的结构特点，施工过程中搭了满堂脚手架体系和操作台，同时保证主次梁在3方向上微调。智能化、数据的技术应用确保

顺利完成（图13-14）。

园博会现代木结构主题馆终完成面积约2 000 m2，最大跨度达40 m。木网壳结体系包含27根长曲梁、184根短梁和368钢节点，其中没有两个组件是完全相同的。通几何系统控制的结构主体的加工和组装仅耗时4个月，保证了园博会展的

拟和实验不再仅仅是一种析工具，而且成为了建筑形式和节点系统设计的驱动因素。作为新兴造工艺的一次尝试，木构主题馆的字设与造过程应该被看作一个形式与功能、结构与的权衡过程，这一研究也反映出当下木材的数字计与建造工艺在大尺度造中所面临的

综上所述，机器人木构工系统通过一个基于结构性能的几何系统将多目标结构分析、数字化计以及机器人建造技术合为了一个整体。在代木结构产业不断快速发展的大背景下，器木构工艺能够作为一种强大的技术支撑，为现木结构的发展带来源不的创新动力。注

①k ukaprc 是建筑机器人协会开发的参数化机器人控制具，能够在数字建模环下实现对工业机器人

[1] B URI H U, WEINAND Y. The Tectonics

of Timber Architecture in the Digital Age[J]. Mississippi Valley Historical Review, 2011, 39(02): 56-63.

[2] W I L L M A N N J , K N A U S S M ,

APOLINARSKA A, et al. Robotic timber constr uction-E x p a n d i n g ad d i t i v e fabrication to new dimensions[C]//

Automation in Construction 61, 2015.

3?结?论

苏州园博会现代木结构题馆的顺利完成可以看作是机器人木构工艺在建造能力和效率方面的有力证明。项目数字设计与机器建技术应用到大尺度建筑建造中，使建筑项规范要求，如抗震性能、耐火性等，能够同一个系统中平衡和。项目设计过程

结构模

图11?机器人加

Fig.11 robot processing instrument route

图12?机器

Fig.12 robot constructing process

2016年第6期 / 西人居环

图13?现场

Fig.13 site positioning system

图14?现场

Fig.14 site constructing process

图15?室内

Fig.15 indoor construction process

[3] A D R I A E N S S E N S S , B L O C K P,

V E E N E N DA A L D , e t a l . Sh e l l st r uc t u r e s fo r a r ch it e c t u r e: fo r m finding and optimization[M]. London: Routledge, 2014.

[4] M E N G E S A. I n t e g r a t i ve D e s i g n

Computation: Integrating material behaviour and robotic manufacturing processes in computational design for performative wood constructions[C]// Proceedings of the 31st Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture (ACADIA), 2011: 72-81.

[5] V E E N E N DA A L D, BLOCK P. An

overview and comparison of structural for m fi nd i ng methods for general networks[J]. International Journal of Solids and Structures, 2012, 49(26): 41-53.

[6] K OLB J. Systems in Timber Engineering:

Load-Bearing Structures and Component Layers[M]. Basel: Birkh?user, 2008. [7] R IPPMANN M, BLOCK P. Funicular

Shell Design Exploration[C]//BEESLEY P, KHAN O, STACEY M. Proceedings of the 33rd Annua l Conference of t h e ACADI A. Toront o: Rive r sid e Architectural Press, 2013: 337-346. [8] B LOCK P. Thrust Network Analysis:

Exploring three-dimensional equili-brium[M]. Massachusetts: The MIT Press, 2009.

[9] R IPPMANN M, LACHAUER L, BLOCK

P. Interactive Vault Design[J]. International Journal of Space Structures, 2012, 27(04): 219-230.

[10] L AC H AU E R L , R I P P M A N N M ,

BLOCK P. Form Finding to Fabrication: A digital design process for masonry

v a u l t s [C ]//P r o c e e d i n g s o f t h e International Association for Shell and Spatial Structures (IASS) Symposium, 2010.

[11] I KEMOTO M, FUJIMOTO M, IMAI

K, et al. 2023 Experimental Study of Buckling Behavior of Single Layer Three-way Grid Dome with Round Timber[C]//日本建筑学会近畿支部研究告集·构造系, 2004: 89-92. 图表

图1-2，6-15：

图3-5：苏州昆仑绿建结构科

表1：苏州昆仑绿建木结科技

2016-10-15收稿日期：

（编辑：

郑曦）

焊接机器人通用工艺规程

ICS

Q/SAJ

焊接机器人通

山西澳瑞特健康产业股份

前 言

本标准由企业标准化技

本标准由山澳瑞特健康产业股份有限公司技术中心负责起草。 本标准主要起草人：秦年、窦军社、古中强。 本标准

焊接机器人通

1 范围

本标准规定了接机器人使用细丝（Φ1.0）二氧化碳气体保护焊和混气体保护焊的基本规则和求及示教编程的注意事和焊接工

本标准适用于焊接器人焊接碳钢、低合金钢的二氧化碳气体保护焊工艺及混合气体保护焊工艺。标准与《Q/SAJ30604

下列文件中的条款通过本准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所的修改单（不包括勘误内容）或修订版不用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是注日期的引用文件，最版本适用于本标

Q/SAJ30604 健身器材产品焊接件

GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口（GB/T 985.1-2008） GB/T3375 焊接术语（GB/T3375-1994） 3 术语及定义

GB/T3375确定的以及下术语和定义

焊接机器人

是工业机器人中的一，也叫焊接机械手，是能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的接操作机。目焊接生产中使用的主要是点焊机器、弧焊机器人、切割机器人、喷涂机器。在我公司特指

变位器

是用来改变焊件的焊接位置，使焊缝处于最佳焊接位的一种机械装置。分为手工变位器和自动变

3.3

示教

指对机器人教其学习动作或焊接作业。所教的内容

示教模式

进行程序编制的模

自动（再生）模式

自动执行所编制的程序的

作业程序

指记录机器人的动作或焊接业的执行

轴

机器人是以复数马达来控制的，各个马达所控制部称为轴。以6个达所控制的机器人称为6

3.8

应用命令

使机器人在动作途中进行各种辅助作业（起弧、收弧、摆动、

机器人坐标

系以机器人的面为基准，前后为X 坐标，左右为Y 坐标，上下为Z 坐成的正交坐标。在机器人标系下，焊枪尖端是以直轨迹来动作

轴坐标

机器人的6个轴分别单独动作。在轴坐标系下，单移动时，焊枪尖

工具坐标

定义于工具（即焊枪）安装上的坐标系，以工具安装面的中心为原点。焊枪的前后为X 坐标，左右为Y 标，上下为Z 坐标。工具标与机器人坐的别坐标的基准不同。由于工具（即焊枪）的位置是随变的，因此，工具坐标系下的各坐标的方向也是随时变化，而机器人标系下的各标

点

在机器人操作范围内被定义为空间坐标，描述了机器

参考点（原点）

指机器人出厂时设置的各轴的基准位，叫参考点

前进检查/后退检查

使所编制的作业程序以低速逐点动作，进示教位置的确的功能。 4 零

4.1 板材类零件的下应符合Q/SAJ30604-2009中5.1～5.5的要求。 4.2 型材和管材长度下偏差为L –0 1, 管材相贯线的吻合度偏差，单面应不大于1.5mm 。 4.3 焊缝坡口形式和尺寸的设计符合GB/T 985.1要求。 5 焊

5.1 焊接机器人的操作人员和编程人员须经过培训并得上岗资格证方可

5.2 对机器本体、焊机及其他附属设备严格进行检查，确保电路、气路及机置的正常运行。 5.3 用焊接机器人焊接的焊件，应制作专用

5.4 管材相线的吻合度偏差如果超过2.5mm 时， 应先用手工焊进行打底，机器人焊接。 5.5 焊，应对焊缝两侧各25mm 围内的油污、

5.6 对椭圆管45度斜角（或者近似于45度）对接的焊，组焊前应对管材的端作“去管材壁厚”工序处理。

图1 去管材壁厚工序示图（左

6 编程

6.1 将作好的工装夹具放在焊接平台上或者变位器上，用位销定位并将工装夹具紧。 6.2 编程步骤按以

a) 选择

b) 建立一个新

c) 在机器人坐标（或轴坐标和工具坐标），手动操作移动器人至适当位置，存储

即为一“点”。据焊件的形状、焊缝数量和焊缝的位置，存储和记录若干个“点”。 d) 视需要，在程序中各“点”插入适当的应用命令； e) 记录程序结束

f) 进行示教内容的修正和确认。用“前进查”和“后退检”对程序“点” 进行

或删除。

6.3 作程序的起始点最好设在机器人的参考点位置上，结束位置与起始点位置尽可的设为同一位置，以少发生碰

6.4 焊缝数量较多时，为减少焊接变，编程前应先考虑好各焊缝的焊

6.5 示教编时应合理布局点的位置和数量，避免不必要的点，同时应确保机器点与点间能够顺利到达而不焊件、工装夹具等发生碰撞。 7 自动

7.1 在示模式下，以手动的方式完整的运行一次作业程序，确保没有危动作存在。 7.2 开焊机电源，并调整好保护体的流量，

7.3 首道焊缝焊完，应停止运行中的程序，观察焊缝质量，看工艺参数是否合理，需要，则应对工艺参数行微调，之后续接。一般经过2～3次的调整后，焊缝质能达到预期的效果。 7.4 首件焊件焊完应进行首捡，首检合方可进行批量焊

7.5 当出现焊焊偏的现象时，首先应检查零件是否装到位，其次检查工装夹具是否有松动、移的现象，最后检查导电嘴松动或焊枪是否发生碰撞等现象。找出原因后再

7.6 焊接过程中，应随时观察保护气体、焊丝的余量，如不足应即停止运行中的机器人，

7.7 误启动不同的作程序时，或者机器人移动至意想不到的方向时，再或者其他第三者无识的靠近机器人的动作范内时等，应即下急停止按钮。一按下紧急停止按钮机器人即急止。紧急停止按钮有两处，一处在示教器上，另处在控制盒的操作面板。 8 工艺参数

8.1 焊丝直径

依据我公司产品的特点，优先使用直径为Φ1.0的焊丝。条件的使用Φ1.2

8.2 焊丝

8.2.1 焊伸出长度与焊丝直径、焊接电流及电弧电压有关。焊丝伸出长度过长，电流就会降低，电弧电压则大；焊丝伸出长度过短，焊接流就会增加，

8.2.2 焊丝伸出长度一般为焊丝直径的10～15倍。此示教编程时应注意

8.3.1 在保证母材焊透又不致烧穿的原则下，应根据母材度、接头形式以及焊丝

8.3.2 径为Φ1.0的焊丝常用的焊接电流范围是70～180A ；直径为Φ1.2焊丝常用的焊接电流

8.3.3 立、仰焊时，以及对接接头横焊时，应选用较小的焊接电流。Φ1.0的焊接电流范围是70～120A ；Φ1.2焊丝的焊

8.4 电弧电压

电弧电压必须与焊电流合理的进行匹配，提高电弧电压，可以显著增大焊缝宽度。参照表1进用。当母材根部的间隙较大时，适当降低电弧电压，同时焊接速度

焊接速度应能足不同种类钢材对焊接线能量的要求。自动焊时，Φ1.0的

直径为Φ1.0和Φ1.2的焊丝，气体流量一般为10～18L/min；当仰焊时者焊接速度较快时，气体流量

9 通用安全要求

9.1 示教编过程中要不断的观察机器人，防止误操作情况下可能发生的碰撞现。 9.2 编程后，必须用教器对整个程序手动检查一遍，未经检查禁

9.3 机器自动运行前应确保机器人当前位置处于参考点位置或者机器人够无碰撞的到达程序的起点位置；同时应确保没有员在机器人

9.4 机器人自动运期间，不要在机器人下走动，避免在机器人和其他设备的窄小空间内活动。 9.5 操作完成后，应器人回到参考点位置或者能够无碰撞的达考点位置。 9.6 严格按照说明书的求定期对机器人及其设备进行维护保

9.7 日常维护养的重点：气路、电路是否有漏气、漏电的情况；电缆绝缘层是破损；随时焊接喷嘴，需要时对喷嘴内的进行清理；每隔半年应对送丝软

10.1 一般情况下，机器人焊接的件不需要修磨，只对焊接飞溅物进

10.2 当焊缝出现量缺陷的时候，应停止焊接，分析原因后，通过对程序、工艺参数、工装夹具等的调，使焊缝质量达要后再继续焊接。对个别有质量缺陷的焊进行返修处理。 10.3 返修处理的焊数量不得超过焊件总5%。 11

所有用机器人焊的焊缝应严格按照《Q/SAJ30604 健身器材产品焊接件技术要求》中Ⅰ级焊缝的进行抽检。抽检比例不得低

按照《Q/SAJ30604 健身器材产品焊接件通用技术要求》中录A 的焊缝质量评分表行评判。所有焊缝都以Ⅰ级焊缝的

建筑机器人木构新工艺

在在苏州举行的第九届江苏省园艺博览中，Fab-Union团队参与完成了现木结构主题馆的数字建造。现代木结构主馆建筑设计由上海创盟国际建筑设计有限公司与苏州拓普建筑计限公司合作完成，采用结构空间曲面网壳体，将结构性能化找形与技术与机人建造术相结合，创造了高度统一的建筑形式与结构性能。结构采用层板胶合木为主要材料。层板合木（简称胶合木）运用指接和胶接技术，将小截的木层板胶合制作成大截的构件。主展馆总建筑面1890㎡，最大跨度45米，Fab-Union队为木结构的机器人加工提供了技

机器人木构|江苏省园博览会

【结构性能化生形】

主题馆木结构的设计采用自由壳体结构，构形式借助字化结构性能生形软

木结构网格分主次两个方向：主梁方向的构件采用通长连续曲梁，次方向的构件采用短直梁

【机器人木构】

大批量的次构件是主要的加工难度所在。Fab-union团采用机器人大批量定制加工方式有限保证了批量构件

机器人建造过程模拟

机器人建造过程

【工厂预制】

受限于加工设备的尺寸限制，大型曲梁的合和加工过程用传统工厂预制的

大型构件的胶合过程

【现场组装】

现场施工只需要将木梁安装到位，大缩短了结构的现场装配

在整个施工过程设置了两百多个施工测量控制点，全程采用全站仪跟踪测量定位。施工通过全站仪生成数据，返回件实时更新维模型，以此来吸各个施工阶段

【建成效果】

建筑设计

上海创盟国际建筑

苏州拓普建筑设

机器人建造

Fab-union

同济大学建筑与城

木结构施工建造

苏州昆仑绿建木结构科

FAB-UNION是内最前沿的数字化设计与建造平台。联合国内外数字建造学者、建筑师、设计师、专家相关企、事业位学术团体，关注国际数字设计建造新闻，优秀数字编程与建造作品，推动数字化建造艺的发展。创造新锐实践者的社交空

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