最新大学生挑战杯优秀获奖作品-范文

参赛作品

学校：河南工业大学中英国际学院

项目名称：智能焊接机器人

负责人：

联系电话：

类别： G

A、农林、畜牧食品及相关产业类

B、生物类、医药类

C、化工技术、环境科学类

D、电子信息（软件、网站）

E、电子信息（硬件）

F、材料类

G、机械能源类 H、服务咨询类

平面弯曲焊缝跟踪自主移动焊接机器人系统(HC-WMR)和无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统(WT-WCR)两款产品，兼营二维运动平台、旋转电弧传感器、机器人本体等部件。

由于两款产品的软硬件在开发过程中都采用了模块化设计思想，便于二次开发，因此在公司创立以后，我们将针对市场需求，以现有两种产品为基础，开发系列化、多元化产品。

2.1.1 主打产品

平面弯曲焊缝跟踪自主移动焊接机器人系统（HC-WMR ）

【构成】

本产品由轮式机器人、跟踪控制系统和焊接电源系统组成。其中轮式机器人又由机器人本体、二维运动平台、焊炬支撑板和旋转电弧传感器等组成。焊接电源系统可由我公司代买或推荐。

【功能】

本产品可以对各种平面弯曲角焊缝、折线角焊缝、弯曲Ｖ型焊缝以及平面直角焊缝进行自动跟踪焊接，尤其适合于狭窄空间焊缝及折角变化频繁焊缝的自动焊接，可以大幅提高焊接效率，降低成本，保证焊接质量，改善工人劳动条件。

【实物图】

名称

应用 平面弯曲焊缝跟踪自主移动

焊接机器人系统

（HC-WMR ）

1.各种平面弯曲角焊缝、折线角焊缝、弯曲Ｖ型焊缝

2.平面直角焊缝

3.狭窄空间焊缝和折角变化频繁的焊缝 无轨导全位置爬行式智能弧

焊机器人系统

（WT-WCR ） 1.大型结构现场生产平焊、立焊、横焊、曲面焊等全位置焊缝 2.可实现多层多道焊

【应用领域】

本产品可以广泛应用于以下场合的（准）平面焊缝焊接：

◆船舶焊接◆集装箱焊接

◆大型储罐◆钢板焊接

◆钢制厂房、场馆

【优势】

◆可用于焊接上述多种焊缝；

◆移动平稳、转弯灵活，能保证焊接质量的稳定性和一致性，焊缝

成型美观，跟踪精度高达±0.5mm；

◆无需导轨及导向，省去轨道成本及铺轨、画线等大量时间及成本；

◆焊接生产成本为手工电弧焊的50%，焊接效率分别是手工电弧焊

的8倍；

◆操作简单，可在无人监控状态下工作于恶劣环境，对使用者技术

要求不高；

◆可采用MIG、MAG、FCAW等多种焊接方法，适合不同的焊丝直径；

◆焊炬支撑板采用组合装配结构，不同场合可以有不同的选择。

【应用情况】

本产品在江西九江同方江新造船有限公司得以成功应用，跟踪精度满足实际生产要求，焊缝尺寸满足焊接质量要求，焊缝成型明显好于人工，实现了上述焊缝的自动跟踪焊接，特别是人工及其它焊接设备难以进入的空间、弯曲焊缝的焊接，使工人从恶劣的生产环境中解放出来，提高了生产效率和焊接质量，取得了可观的经济效益和良好的社会效益。

客户反馈文件（试用报告）见附录五

无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统（WT-WCR）

【构成】

本产品由总控系统、焊缝识别系统、焊炬摆动及调节系统、自适应脉冲电源系统、爬行机器人及其驱动控制系统和手控器构成。

【功能】

本产品能够吸附于导磁性工件表面自由行走，代替人高空作业，无需轨道和导向就可以实现大型结构现场生产平焊、立焊、横焊、曲面焊等全位置自动跟踪焊接，可实现多层多道焊，保证焊接质量，同时大幅提高焊

接效率，降低成本，改善工人劳动条件。

【实物图】

图2-2 无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统（WT-WCR）【性能参数】（见附录三“检验报告”）

【应用领域】

本产品可以广泛应用于：

◆船体焊接◆大型储罐、球罐的现场焊接

◆大型化工设备焊接◆压力容器焊接

◆管道焊接◆大型钢板焊接

◆电站大型设备焊接◆海洋工程、大型厂房等

若携带其它装置，还可对工件进行视觉检查、探伤、超声测厚等任务。

【优势】

◆采用轮履式结构，兼有轮式和履带式机器人的优点，移动平稳、

灵活、可控性好；

◆能在直立面或弯曲面上自主跟踪焊缝，自由爬行，执行全位置焊

接任务，负重能力强，达120kg；

◆无需导轨及导向，省去轨道成本及铺轨、画线等大量时间及成本；

◆履带有柔性，可适应的壁面曲率范围大（直径2m以上）；工件厚

度适用范围广，可实现多道多层自动焊接，精度达±0.5mm；

◆焊接生产成本为手工电弧焊的50%,焊接效率分别是手工电弧焊的

10倍；

◆设计了友好的用户界面及小巧的手控盒，方便对相关参数进行调

节；

◆操作简便，对操作者水平要求较低；焊接过程无需工人监控，能

够代替工人高空作业。

二维运动平台(CSB)

【功能】

可实现水平、竖直两个垂直方向的精确运动，常用作微调机构。（行程可定制）。

【优势】

◆运动精度高、平稳，传动效率高，强度高，刚性好，寿命长；

◆驱动部件采用高精度伺服电机及其驱动电路，进一步确保系统高

精度、高稳定性。

【创新点】

◆实现了全密封设计，避免飞溅物、灰尘等对机构精度的影响，能

很好地适应焊接的恶劣环境；

◆采用折叠式，结构紧凑，行程尺寸比大，适合于狭窄空间工作；

◆运动平台由两个直线导轨副作为支撑，中间滚珠丝杠作为驱动，

运动阻力小，刚性好，承载能力强，运动平稳。

【应用领域】

本产品可广泛应用于：

◆焊接、切割机械◆雕刻、刺绣机械

◆检测设备◆新型木工机械

◆医疗、制药机械◆教学设备等

图2-3 二维运动平台图2-4 新型高速旋转扫描焊炬