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工业机器人实习报告篇1
引??
机器人的诞生和机器人学的建立及发展,是20世纪自动控制领域最具说服力的成就,是20世纪人类科学技术进步的重大成果。现在全世界已经有100万台机器人,销售额每年增加20%及以上。机器人技术和工业得到了前所未有的发展。机器人技术是现代科学与技术交叉和综合的体现,先进机器人的发展代表着国家综合科技实力和水平,因此目前许多国家都已经把机器人技术列入本国21世纪高科技发展计划随着机器人应用领域的不断扩大,机器人已从传统的制造业进入人类的工作和生活领域,另外,随着需求范围的扩大,机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端系统具有明显的仿生和智能特征,其性能不断提高,功能不断扩展和完善;各种机器人系统便逐步向具有更高智能和更密切与人类社会融洽的方向发展。
一、早期机器人的发展
机器人的起源要追溯到3000多年前。“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词,它体现了人类长期以来的一种愿望,即创造出一种像人一样的机器或人造人,以便能够代替人去进行各种工作。
直到四十多年前,“机器人”才作为专业术语加以引用,然而机器人的概念在人类的想象中却已存在三千多年了。早在我国西周时代(公元前1066年~前771年),就流传着有关巧匠偃师献给周穆王一个艺妓(歌舞机器人)的故事。
春秋时代(公元前770~前467)后期,被称为木匠祖师爷的鲁班,利用竹子和木料制造出一个木鸟,它能在空中飞行,“三日不下”,这件事在古书《墨经》中有所记载,这可称得上世界第一个空中机器人。
东汉时期(公元25~220),我国大科学家张衡,不仅发明了震惊世界的“候风地动仪”,还发明了测量路程用的“计里鼓车”,车上装有木人、鼓和钟,每走1里,击鼓1次,每走10里击钟一次,奇妙无比。
三国时期的蜀汉(公元221~263),丞相诸葛亮既是一位军事家,又是一位发明家。他成功地创造出“木牛流马”,可以运送军用物资,可成为最早的陆地军用机器人。
在国外,也有一些国家较早进行机器人的研制。公元前3世纪,古希腊发明家戴达罗斯用青铜为克里特岛国王迈诺斯塑造了一个守卫宝岛的青铜卫士塔罗斯。
在公元前2世纪出现的书籍中,描写过一个具有类似机器人角色的机械化剧院,这些角色能够在宫廷仪式上进行舞蹈和列队表演。
公元前2世纪,古希腊人发明了一个机器人,它是用水、空气和蒸汽压力作为动力,能够动作,会自己开门,可以借助蒸汽唱歌。
1662年,日本人竹田近江,利用中标技术发明了能进行表演的自动机器玩偶;到了18世纪,日本人若井源大卫门和源信,对该玩偶进行了改进,制造出了端茶玩偶,该玩偶双手端着茶盘,当讲茶杯放到茶盘上后,它就会走向客人将茶送上,客人取茶杯时,它会自动停止走动,带客人喝完茶姜茶被放回茶盘之后,他就会转回原来的地方,煞是可爱。
法国的天才冀师杰克·戴·瓦克逊,于1738年发明了一直机器鸭,他会游泳。喝水、吃东西和排泄,还会嘎嘎叫。
瑞士钟表名匠德罗斯父子三人于公元1768~1774年间,设计制造出三个像真人一样大小的机器人——写字偶人、绘图偶人和弹风琴偶人。它们是由凸轮控制和弹簧驱动的自动机器,至今还作为国宝保存在瑞士纳切特尔市艺术和历史博物馆内。同时,还有德国梅林制造的巨型泥塑偶人“巨龙哥雷姆”,日本物理学家细川半藏设计的各种自动机械图形,法国杰夸特设计的机械式可编程织造机等。1770年,美国科学家发明了一种报时鸟,一到整点,这种鸟的翅膀、头和喙便开始运动,同时发出叫声,他的主弹簧驱动齿轮转动,是活塞压缩空气而发出叫声,同时齿轮转动时带动凸轮转动,从而驱动翅膀、头运动。1893年,加拿大摩尔设计的能行走的机器人“安德罗丁”,是以蒸汽为动力的。这些机器人工艺珍品,标志着人类在机器人从梦想到现实这一漫长道路上,前进了一大步。
二、近代机器人的发展
1920年,原捷克斯洛伐克剧作家卡雷尔·凯培克在他的科幻情节剧《罗萨姆的万能机器人》中,第一次提出了“机器人”(robot)这个名词,被当成了机器人一词的起源。在捷克语中,robot这个词是指一个赋役的努力。
20世纪初期,机器人已躁动于人类社会和经济的母胎之中,人们含有几分不安地期待着它的诞生。他们不知道即将问世的机器人将是个宠儿,还是个怪物。针对人类社会对即将问世的机器人的不安,美国著名科学幻想小说家阿西莫夫于1950年在他的小说《我是机器人》中,首先使用了机器人学(robotics)这个词来描述与机器人有关的科学,并提出了有名的“机器人三守则”:
(1)机器人必须不危害人类,也不允许他眼看人将受害而袖手旁观;(2)机器人必须绝对服从于人类,除非这种服从有害于人类;
(3)机器人必须保护自身不受伤害,除非为了保护人类或者是人类命令它做出牺牲。
这三条守则,给机器人社会赋以新的伦理性,并使机器人概念通俗化更易于为人类社会所接受。至今,它仍为机器人研究人员、设计制造厂家和用户,提供了十分有意义的指导方针。
wps_clip_image- 图一 第一代机器人
通常可将机器人分为三代。第一代是可编程机器人(如图一)。这类机器人一般可以根据操作员所编的程序,完成一些简单的重复性操作。这一带机器人从20世纪60年代后半期开始投入使用,目前他在工业界得到了广泛应用。第二代是感知机器人(如图二),即自适应机器人,它是在第一代机器人的基础上发展起来的,具有不同程度的“感知”能力。这类机器人在工业界已有应用。第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业,故称之为智能机器人(如图三)。目前,这类机器人处于试验阶段,将向实用化方向发展。wps_clip_image- 图二第二代机器人
今日工业机器人的最早研究可追溯到第二次大战后不久。在40年代后期,橡树岭和阿尔贡国家实验室就已开始实施计划,研制遥控式机械手,用于搬运放射性材料。这些系统是“主从”型的,用语准确地“模仿”操作员手和臂的动作。主机械手由使用者进行导引做一连串动作,而从机械手尽可能准确地模仿主机械手的动作,后来用机械耦合主从机械手的动作加入力的反馈,使操作员能够感觉到从机械手及其环境之间产生的力。50年代中期,机械手中的机械耦合被液压装置所取代,如通用电气公司的“巧手人”机器人和通用制造厂的“怪物”i型机器人。1954年提出了“通用重复操作机器人”的方案,并在1961年获得了专利。同一时期诞生了利用肌肉生物电流控制的上臂假肢。wps_clip_image-1709 图三 第三代机器人
1958年,被誉为“工业机器人之父”的joseph berger创建了世界上第一个机器人公司——unimation(univeral automation)公司,并参与设计了第一台unimate机器人(如图四)。这是一台用于压铸的五轴液压驱动机器人,手臂的控制由一台计算机完成。它采用了分离式固体数控元件,并装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。与此同时,另一家美国公司——amf公司也开始研制工业机器人,即versatran(versatile transfer)机器人。它主要用于机器之间的物料运输、采用液压驱动。该机器人的手臂可以绕底座回转,沿垂直方向升降,也可以沿半径方向伸缩。一般认为unimate和versatran机器人是世界上最早的工业机器人。wps_clip_image- 图四 unimate机器人
1959年,美国consolidated controls公司研制出第一代工业机器人原型。1960年美国机床铸造公司(amf)生产出圆柱坐标的versatran型机器人,可做点位和轨迹控制,同年第一批电焊机器人用于工业生产。随后,美国unimation公司研制出球坐标的unimate型机器人,它采用电液伺候驱动,磁鼓存储,可完成近200种示教在线动作。
可以说,60年代和70年代是机器人发展最快、最好的时期,这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。主要成就如表一。表一 机器人技术发展编年表 机器人表
虽然,编程机器人是一种新颖而有效的制造工具,但到了60年代,利用传感器反馈大大增强机器人柔性的趋势就已经很明显了。60年代早期,厄恩斯特于1962年介绍了带有触觉传感器的计算机控制机械手的研制情况。这种称为mh-1的装置能“感觉”到块状材料,用此信息控制机械手,把块状材料堆起来,无需操作员帮助。这种工作是机器人在合理的非结构性环境中具有自适应特性的一例。机械手系统是六自由度anl model-8型操作机,由一台tx-o计算机通过接口装置进行控制。此研究项目后来成为mac计划的一部分,在机械手上又增加了电视摄像机,开始进行机器感觉研究。与此同时,汤姆威克和博奈也于1962年研制出一种装有压力传感器的手爪样机,可检测物体,并向电机输入反馈信号,启动一种或两种抓取方式。一旦手爪接触到物体,与物体大小和质量成比例的信息就通过这些压力敏感元件传输到计算机1963年,美国机械铸造公司推出了versatran机器人商品,同年初,还研制了多种操作机手臂,如roehampton型和edinburgh型手臂。
在60年代后期,麦卡锡于1968年和他在斯坦福工人智能实验室的同事报告了有手、眼和耳(即机械手、电视摄象机和拾音器)的计算机的开发情况。他们表演了一套能识别语音命令、“看见”散放在桌面上的方块和按指令进行操作的系统。皮珀也在1968年研究了计算机控制的机械手的运动学问题。在1971年卡恩和罗恩分析了机械限位手臂开关式(最短时间)控制的动力学和控制问题。
这时,其他国家(特别是日本)也开始认识到工业机器人的潜力。早在1968年,日本川崎重工业公司与unimation公司谈判,购买了其机器人专利。1969年,机器人出现了不寻常的新发展,通用电气公司为诶过陆军研制了一种试验性步行车。同年,研制出了“波士顿”机械手,次年又研制出了“斯坦福”机械手。后者装有摄像机和计算机控制器。把这些机械手用作机器人的操作机,是一些重大的机器人研究工作开始了。对“斯坦福”机械手所做的一项实验是根据各种策略自动地堆放状材料。在当时对于自动机器人来说,这是一项非常复杂的工作。1974年cincinnati milacron公司推出了第一台计算机控制的工业机器人,定名为“the tomorrow tool”。它能举起重达的物体,并能跟踪装配线上的各种移动物体。
在此期间,智能机器人的研究也有进展,1961年美国麻省理工学院研制出有触觉的mh-1型机器人,在计算机控制下用来处理放射性材料。1968年美国斯坦福大学研制出名为shakey的智能移动机器人。从60年代后期起,喷漆、弧焊机器人相继在工业生产中应用,由加工中心和工业机器人组成的柔性加工单元标志着单件小批生产方式的一个新的高度。几个工业化国家竞相开展了具有视觉、触觉、多手、多足,能超越障碍、钻洞、爬墙、水下移动的各种智能机器人的研究工作,并开始在海洋开发、空间探索和核工业中试用。整个60年代,机器人技术虽然取得了如上列举的许多进展,建立了产业并生产了多种机器人商品,但是在这一阶段多数工业部门对应用机器人还持观望态度,机器人在工业应用方面的进展并不快。
在70年代,大量的研究工作把重点放在使用外部传感器来改善机械手的操作。1973年博尔斯和保罗在斯坦福使用视觉和力反馈,表演了与pdp-10计算机相连由计算机控制的“斯坦福”机械手,用于装配自动水泵。几乎同时,ibm公司的威尔和格罗斯曼在1975年研制了一个带有触觉和力觉传感器的计算机控制的机械手,用于完成20个零件的打字机机械装配工作。1974年,麻省理工学院人工智能实验室的井上对力反馈的人工智能作了研究。在精密装配作业中,用一种着陆导航搜索技术进行初始定位。内文斯等人于1974年在德雷珀实验室研究了基于依从性的传感技术。这项研究发展为一种被动柔顺(称为间接中心柔顺,rcc)装置,它与机械手最后一个关节的安装板相连,用于紧配合装配。同年,贝杰茨在喷气推进实验室为空间开发计划用的扩展性“斯坦福”机械手提供了一种基于计算机的力矩控制技术。从那以后相继提出了多种不同的用于机械手伺候的控制方法。
1979年unimation公司推出了puma系列工业机器人,他是全电动驱动、关节式结构、多cpu二级微机控制、采用val专用语言,可配置视觉、触觉的力觉感受器的,技术较为先进的机器人。同年日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的scara型机器人。整个70年代,出现了更多的机器人商品,并在工业生产中逐步推广应用。随着计算机科学技术、控制技术和人工智能的发展,机器人的研究开发,无论就水平和规模而言都得到迅速发展。据国外统计,到1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。
进入80年代后,机器人生产继续保持70年代后期的发展势头。到80年代中期机器人制造业成为发展最快和最好的经济部门之一。机器人在工业中开始普及应用,工业化国家的机器人产值近几年以年均20%~40%的增长率上升。1984年全世界机器人使用总台数是1980年的四倍,到1985年底,这一数字已达到14万台,1990年达到30万台左右,其中高性能的机器人所占比例将不断增加,特别是各种装配机器人的产量增长较快,和机器人配套使用的机器视觉技术和装置正在迅速发展。1985年前后,fanuc和gmf公司又先后推出交流伺候驱动的工业机器人产品。
到80年代后期,由于传统机器人用户应用工业机器人已经饱和,从而造成工业机器人产品的积压,不少机器人厂家倒闭或被兼并,是国际机器人学研究和机器人产业出现不景气。到90年代初,机器人产业出现复苏和继续发展迹象。但是,好景不长,1993~1994年又跌入低谷。1995年后,世界机器人数量逐年增加,增长率也较高,1998年丹麦乐高公司推出了机器人套件,让机器人的制造变得像搭积木一样相对简单又能任意拼装,从而使机器人开始走入个人世界。机器人学以较好的发展势头进入21世纪。2002年丹麦irobot公司推出了吸尘器机器人roomba(如图五),他能避开障碍,自动设计行进路线,还能在电量不足时,自动驶向充电座,这是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。近年来,全球机器人行业发展迅速,2007年全球机器人行业总销售量比2006年增长10%。人性化、重型化、智能化已经成为未来机器人产业的主要发展趋势。现在全世界服役的工业机器人总数在100万台以上。此外,还有数百万服务机器人在运行。wps_clip_image- 图五roomba
阿富汗战争中,美国军方领导人决定向阿富汗派遣一种名为“大狗”的新型机器人,作为增兵计划的一部分。与以往各种机器人不同的是,“大狗”并不依靠轮子行进,而是通过其身下的四条“铁腿”。美媒体报道称,美军正在将阿富汗作为测试这种具有高机动能力的机器人的试验场。机器人发展史 在过去30~40年间,机器人学和机器人技术获得引人注目的发展,具体体现在:①机器人产业在全世界迅速发展;②机器人的应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域;③形成了新的学科——机器人学;④机器人向智能化方向发展;⑤服务机器人成为机器人的新秀而迅猛发展。
我国是从20世纪80年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。1986年,我国开展了“七五”机器人攻关计划,1987年,我国的“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。目前我国从事机器人研究和应用开发的主要是高校及有关科研院所等。最初我国在机器人技术方面研究的主要目的是跟踪国际先进的机器人技术。随后,我国在机器人技术及应用方面取得了很大的成就,主要研究成果有:哈尔滨工业大学研制的两足步行机器人,北京自动化研究所1993年研制的喷涂机器人,1995年完成的高压水切割机器人,沈阳自动化研究所研制完成的有缆深潜300m机器人、无缆深潜机器人、遥控移动作业机器人。
我国在仿人形机器人方面,也取得很大的进展。例如,中国国防科学技术大学经过10年的努力,于2000年成功地研制出我国第一个仿人形机器人——“先行者”,其身高140厘米,重20公斤。它有与人类似的躯体、头部、眼睛、双臂和双足,可以步行,也有一定的语言功能。它每秒走一步到两步,但步行质量较高:既可在平地上稳步向前,还可自如地转弯、上坡;既可以在已知的环境中步行,还可以在小偏差、不确定的环境中行走。
三、未来机器人的展望
展望未来,对机器人的需求是多面的。在制造工业由于多数工业产品的商品寿命逐渐缩短,品种需求加多,这就促使产品的生产就要从传统的单一品种成批大量生产逐步向多品种小批量柔性生产过渡。有各种加工装备、机器人、物料传送装置和自动化仓库组成的柔性制造系统,以及由计算机统一调度的更大规模的集成制造系统将逐步成为制造工业的主要生产手段之一。
现在工业上运行的90%以上的机器人,都不具有智能。随着工业机器人数量的快速增长和工业生产的发展,对机器人的工作能力也提出了更高的要求,特别是需要各种具有不同程度智能的机器人和特种机器人。这些智能机器人,有的能够模拟人类用两条腿走路,可在凹凸不平的地面上行走移动;有的具有视觉和触觉功能,能够进行独立操作、自动装配和产品检验;有的具有自主控制和决策能力。这些智能机器人,不仅应用各种反馈传感器,而且还运用人工智能中各种学习、推理和决策技术。智能机器人还应用许多最新的智能技术,如临场感技术、虚拟现实技术、多真体技术、人工神经网络技术、遗传算法和遗传编程、放声技术、多传感器集成和融合技术以及纳米技术等。可以说,智能机器人将是未来机器人技术发展的方向。
工业机器人实习报告篇2
一、实习目的
经过这4周的生产实习,让我对学习与实践的有效结合这句话有了深刻的认识和理解。学校把生产实习作为一个重要的学习环节,其目的在于通过此次实习使我们获得基本生产的感性知识,理论联系实际,扩大知识面;同时生产实习又是锻炼和培养学生能力及素质的重要渠道,培养学生具有吃苦耐劳的精神,也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径,逐步实现由学生到社会的转变,培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能;体验企业工作的内容和方法。这些实际知识,对我们学习后面的课程乃至以后的工作,都是十分必要的基础。
二、实习项目
1、车工
2、焊接
3、线切割
三、实习内容
1、车工第一次校外实习,对我们来说感觉很新鲜,一大早,我们迎着朝阳,兴致勃勃地向实习基地出发,在进入工厂之前世,易老师给我们校外实习讲解意义,作息时间安排,以及实习过程中的安全问题等。
我分在第三组,首先接触的工种是车工。车工是在车床上利用工件的旋转和刀具的移动来加工各种回转体的表面,包括:内外圆锥面、内外螺纹、端面、沟槽等,车工所用的刀具有:车刀、镗刀、钻头等,车销加工时,工件的旋转运动为主的运动,刀具相对工件的横向或纵向移动为进给运动。
师傅给我们细心的讲解车床的各个部件的名称和操作细则,我们逐渐熟悉车头,进给箱,走刀箱,托盘等主要部件的控制,老师要求我们先不开动车床,重点进行纵横向手动进给练习。要求达到进退动作准确、自如,且要做到进给动作缓慢、均匀、连续。到一定程度后可开车练习,每项操作都进行到我们熟悉为止,接下来,老师要求我们做自动走刀车外圆,每次车的直径为20mm,那么刀具只能前进
10mm,并要熟练掌握操作顺序:先将托盘对准工件调零,退刀调节刀具要前进10mm,开车,待走刀前进到3/4时,改为手动走刀到精确位置,退刀停车。经过几次的训练,我们已经熟悉了本项操作。由于时间的原因,我们只能给这个任务,不过我们做的很认真,心里非常重视很高兴,相信自己在接下来的实习中会越做越好!
2、焊接,曾无数次看到建筑工地里闪烁的电火花,我知道那就是焊接,这次实习,我们也要接触到令很多同学畏惧的焊接,本想着操作起来很容易,然而事实却并非那样,比我想象的要难的多了。
今天,师傅给我们详细介绍焊接的相关操作和一些注意事项,焊接所产生的气味和刺眼的光对人体都是有害的,我们在操作时要懂得保护自己,穿上工作服,带上面罩。从师傅的讲解中我了解到:焊条的角度一般在七十到八十之间,运条的速度,要求当然是匀速,然而在实际操作中,我们往往是不快则慢,很难保持匀速,因此焊出来的结果是很不流畅的,有的地方停留时间短则当然没有焊好,还有裂纹,停留时间长的地方,则经常会出现被焊透的毛病,出现了漏洞;焊条的高度要求保持在二至四毫米,然而在自己刚开始的时候也是漏洞百出,因为在运条的同时,焊条在不断的减短,因此要不断的改变焊条的原有高度,这控制起来就有些困难了,高了则容易脱弧,而低了则容易粘住。每个同学都尝试3根焊条,看者自己焊出来的千奇百怪的形状,心里那个着急啊,还好在自己多次焊接后,开始慢慢地找到手感,在最后的考试中以良的成绩通过。通过此次焊接,我们已经掌握了点焊接的知识,但要想作到职业工人那样标准,需要我们反复的练习,熟能生巧。焊接虽然很累,也很危险,但我们亲手焊接过,体验过,以后有机会再好好实践。
3、线切割,今天,我们进行的车间里最先进的工种之一——电火花数控线切割加工。这对于我们来说比较陌生,由于其神奇而准确的操作,让我们产生极大的兴趣。由于这是一种特种加工方法,设备比较贵重,操作方法也较为复杂,万一操作不当,在进行切割加工用的电极丝会断掉,甚至发生人身和设备事故,所以今天老师在开始前给我们详细介绍机床的四大组成部分及其主要作用:.数控装置、机床部分、运丝机构、、丝架、、拖板(x、y方向)在计算机控制下,作协调的成型运动、床身(固定各机械、传动系统)组成;高频冲电源,作用有二个(提供时间极短的脉冲放电)、工作液系统(.绝缘作用;排屑和冷却作用)。
数控线切割加工技术是要利用编写好的程序、靠电极丝放电来切割各种小工件,我们要做的工作就是设计工件,并把工件放置好,对好刀,其他事情就交给电脑完成了。准确度高,不过速度比较慢,由于我们只有一个上午的时间,师傅直接给我们示范在电脑上画出要加工的图形,将其输入到切割机床,让其自动切割。看者数控装置上那么多的操作按扭,一时真不知从哪里下手,师傅反复的给我们讲解,才渐渐熟悉一些基本的操作。最后我们从图形库中调用出一个“心型”图形,将其送入切割系统,并在切割期间加冷却液,看者钢丝晌出的火花,工件的轮廓越来越清晰,不禁惊叹工程技术的先进,可惜由于自己在设计图形时没有调整好缩放大小。虽然在实习过程中很辛苦,但却带着我们甜美的微笑。
四、实习总结
短短的4周的实习生活结束了,我们的蓝领之行也画上了一个圆满的句号,感谢学校为我们提供这样的机会,同时更要深深感谢我们的老师,从他们的言传身教中我们受益匪浅,从刚开始的什么都不懂,到现在对各种机器的深刻认识,并掌握一些基本操作。本次的金工实习,令人难以忘怀。六次的金工实习带给我们的,不仅仅是我们所接触到的那些操作技能,也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力,更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟,去反思,勤时自勉,有所收获,使这次实习达到了他的真正目的。
在这4周我获益匪浅,增长了人生阅历和工作经验。我认为我出色的完成了我的实习计划。我彻底的利用了这4周,在这4周里,我对工作这个概念有了真正的了解,同时也学会了真正的独立生活。体的表面,包括:内外圆锥面、内外螺纹、端面、沟槽等,车工所用的刀具有:车刀、镗刀、钻头等,车销加工时,工件的旋转运动为主的运动,刀具相对工件的横向或纵向移动为进给运动。
工业机器人实习报告篇3
工业机器人读书报告
今天刚好没什么事,于是就应老师的要求把我们《工业机器人》这本书老师让我们自己课后看的第二章认真看了一遍。
?工业机器人》第二章讲的是工业机器人机械系统的设计。这本书主要是从以下6个方面来讲的:1.工业机器人总体设计;2.驱动机构;3.机身和臂部设计;4.腕部设计;5.手部设计;6.行走机构设计。
在中,书中主要给我们讲了一下工业机器人的总体设计思路。机器人总体设计一般分为系统分析和技术设计两大步骤。其中系统分析主要分为以下几步:1.根据使用场合,确定机器人的目的和任务;2.分析机器人所在系统的工作环境,包括机器人与已有设备的兼容性;3.分析系统的工作要求,确定机器人的基本功能和方案,准备做技术设计;4.进行必要的调查研究,搜集国内外的有关资料,进行综合分析,找出可供借鉴之处,以及别人的经验教训。技术设计主要有以下几个过程:1.确定机器人的基本参数(自由度数目、工作范围、承载能力、运动速度、定位精度等);2.确定机器人的运动形式;3.拟定检测传感系统框图;4.确定控制系统总体方案,绘制框图;5.机械结构设计。
在中,书中给我讲了一下机器人的驱动机构。首先它给我们分析了一下液压、气压和电气这三种驱动方式的优缺点,其中液压驱动的优点是:1.体积小,可以获得较大的推力和转矩;2.介质的可压缩性小,系统工作稳定可靠,精度高;3.容易实现对力、速度、方向的自动控制;4.油液介质使系统具有防锈蚀和自润滑性能。缺点是:1.油液的黏度受温度影响,影响工作性能;2.液体泄漏难以克服,要求液压元件制造精度高;3.需要提供相应的供油系统和严格的滤油装置。气压驱动的优点是:1.压缩空气黏度小,容易达到高速(1m/s);2.工厂一般都自有空气压缩机站,可提供压缩空气,不必再额外的添加动力设备,而且空气介质对环境无污染,使用安全;3.气动元件工作压力低,因此制造要求也低一些,价格低廉;4.空气具有压缩性,是系统能够实现过载自动保护。缺点是:1.压缩空气一般为~,要想获得较大的压力,结构就要增大;2.空气具有压缩性,工作平稳性差,速度控制困难,要实现准确的位置控制更困难;3.压缩空气排水比较麻烦;4.排气造成噪音污染。电气驱动的特点是:1.步进电机:多为开环控制,简单,功率较小,多用于低精度、小功率的机器人;2.直流伺服电机:易于控制,有较理想的机械特性,但其电刷易磨损,易形成火花;3.交流伺服电机:结构简单,运行可靠,可以频繁的启动、制动。交流伺服电机和直流伺服电机相比:没有电刷等易磨损部件,外形尺寸小,能在重载下高速运行,加速性能好,能实现动态控制和平滑运动,但控制较复杂。其次它把驱动机构分为了直线驱动机构和旋转驱动机构,然后分别深入地给我们讲解了这两种机构。其中直线驱动可以直接由气缸或液压缸和活塞产生,也可以采用齿轮齿条、丝杠、螺母等传动元件由旋转运动转换而得到。旋转驱动主要有齿轮链驱动、同步带传动装置驱动、谐波齿轮驱动、摆线针轮传动减速器驱动。
在中,书中主要给我们介绍了一下机身和臂部设计,这一节主要是从三方面来给我们讲的:首先是给我们介绍了一下机身设计过程,书中给我们介绍了几种机身的典型机构,并给我们讲了一下机身驱动力和力矩的计算,还给我们列举了一些设计机身时要注意的问题;其次给我们讲了一下机器人的臂部设计,它是先给我们介绍了一下臂部设计的基本要求,再给我们介绍了一些手臂的常用机构;最后还给我们举了一个motoman sv3机器人的机身与臂部的例子。机身设计要注意以下问题:1.要有足够的刚度和稳定性;2.运动要灵活,升降运动的导套长度不宜过短,避免发生卡死现象,一般要有导向装置;3.结构布置要合理。通常工业机器人的机身具有具有回转、升降、回转与升降、回转与俯仰、回转与升降及俯仰等5种运动方式,采用哪一种方式由工业机器人的总体设计来确定。机身驱动力和力矩的计算主要分为三种:1.垂直升降运动的驱动力的计算:作垂直运动时,除克服摩擦力之外,还要克服机身自身运动部件的重力和其承受的手臂、手腕、手部、工件等总重力以及升降运动的全部部件的惯性力,因此其驱动力的计算如下:
;2.回转运动的驱动力矩的计算:作回转运动时,驱动力矩只包括两项:回转部件的摩擦总力矩;机身自身运动部件和其携带的手臂、手腕、手部、工件等总惯性力矩,因此,其驱动力矩计算方法为:中,其
?3.升降立柱下降过程不卡死的条件计算偏重力矩是指臂部全部零部件与工件的总重量对机身立柱轴的静力矩。当手臂在最大行程位置时,偏重力矩最大,因此,偏重力矩按悬伸最大行程,最大抓重时进行计算。手臂在总重量g的作用下,产生偏重力矩,导致立柱倾斜。如果偏重力矩过大,并且导套设计不合理(导套长度不够),立柱在导套中有卡住现象,这时,机身的升降驱动力必须增大,相应驱动及传动装置结构就庞大。如果机身下降靠重力的话,则可能立柱被卡死在导套内而不能作下降运动,这就是自锁。因此必须根据偏重力矩的大小决定立柱导套的长度。要使立柱在导套内自由下降,则臂部总重量必须大于导套与立柱之间的摩擦力,这就是升降立柱靠自重下降而不卡死的条件:在中,书中给我们讲的是机器人的腕部设计。这一节主要是从腕部的作用于自由度和机器人的手腕分类这两个方面给我们讲解
了一下,并给我们举了一个motoman sv3机器人的手腕机构的例子,还给我们分析了一下六自由度关节型机器人的关节布置与机构特点。工业机器人的腕部是连接手部和臂部的部件,起支承手部的作用,手腕上的自由度主要是使手部(末端操作器)达到目标位置和处于期望的姿态。为了使手部能处于空间任意方向,要求腕部能实现对空间三个坐标轴x、y、z的转动,即具有翻转、俯仰、偏转三个自由度,如下图所示。一般将手腕的翻转称为roll,用r表示;将手腕的俯仰称为pitch,用p表示;将手腕的偏转称为yaw,用y表示,图(d)所示的手腕即可实现rpy运动。机器人的手腕分类主要有以下两种方法:1.按自由度数目来分类:可分为单自由度手腕、两自由度手腕、三自由度手腕。2.按驱动方式分类:可分为直接驱动手腕、远距离传动手腕。在这一节,书中主要是从机器人手部的特点和手部的分类这两个方面给我们着重介绍了一下机器人的手部设计。工业机器人的手部也称末端操作器,是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。工业机器人手部的特点有:1.手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接口,也可能有电、气、液接头,当作业对象不同时,可以方便地拆除和更换手部;2.手部是工业机器人末端操作器,它可以是像人手那样具有手指,也可以不具备手指,直接就是进行专业作业的工具。3.手部的通用性比较差,手部属于专用的装置,一只手爪往往只能抓握一种或几种在形状、尺寸、重量等方面近似的工件;一种工具只能执行一种作业任务;4.手部是一个独立的部件。手部的分类主要有以下几种方法:1.按用途分类:可分为手爪、工具。2.按夹持原理分类:可分为机械类、磁力类、真空类。3.按手指或洗盘数目分类:可分为两指手爪、多指手爪。4.按智能化分类:可分为普通手爪、智能手爪。
这一节,书中主要给我们着重介绍了一下车轮式行走机构和履带式行走机构、步行机构,并简单介绍了一下其他行走机构。 机器人可分为固定机器人和行走机器人,一般的工业机器人都是固定式的,随着科学技术的发展,行走机器人的应用也越来越多。行走机构是行走机器人的重要执行部件,它由行走的驱动装置、传动机构、位置检测元件、传感器、电缆以及管路组成。一方面它支承机器人的机身、臂部、腕部。手部、工件,另一方面还根据工作任务的要求,带动机器人实现在广阔的空间内运动。行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹式和无固定轨迹式。固定轨迹式行走机构主要用于工业机器人,无固定轨迹式主要有轮式、履带式、步行式。
这一章看起来比较简单,涉及到的计算也不多,但真正想把它搞透彻还是需要一点时间的,我是花了整整一下午才把它理解得差不多。
工业机器人实习报告篇4
大连交通大学信息工程学院2011届本科生毕业设计(论文)实习(调研)报告
调研报告
1 工业机器人的概念工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
2 工业机器人展现状与前景展望 工业机器人的发展简史
1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词,剧中机器人“robot”这个词的本意是苦力,即剧作家笔下的一个具有人的外表,特征和功能的机器,是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。
20世纪40年代中后期,机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后,美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手,如图所示,这是一种主从型控制系统,主机械手的运动。系统中加入力反馈,可使操作者获知施加力的大小,主从机械手之间有防护墙隔开,操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视,主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。
工业机器人的特点
戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆机构联接在一起,预先设定的机械手动作经编程输入后,系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作,示教过程中,机械手可依次通过工作任务的各个位置,这些位置序列全部记录在存储器内,任务的执行过程中,机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置,故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。
1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似,但外形主要由类似人的手和臂组成。后来,出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。
当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。目前,对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位,而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。
工业机器人的构造与分类工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能,又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过rs232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种:一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒),将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;另一种是由操作者直接领动执行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人,能在较为复杂的环境下工作;如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能,即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境,并自动完成更为复杂的工作。
点焊机器人
焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点,焊接质量明显优于人工焊接,大大提高了点焊作业的生产率。
点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作,生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系,向各大型汽车
生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国,在该领域占据市场主导地位。
随着汽车工业的发展,焊接生产线要求焊钳一体化,重量越来越大,165公斤点焊机器人是目前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月,机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人,并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月,经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收,该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。
弧焊机器人
弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域,国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。本公司主要从事弧焊机器人成套装备的生产,根据各类项目的不同需求,自行生产成套装备中的机器人单元产品,也可向大型工业机器人企业采购并组成各类弧焊机器人成套装备。在该领域,本公司与国际大型工业机器人生产企业既是竞争亦是合作关系。关键技术包括:
(1)弧焊机器人系统优化集成技术:弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精度、高刚性的rv减速机和谐波减速器,具有良好的低速稳定性和高速动态响应,并可实现免维护功能。
(2)协调控制技术:控制多机器人及变位机协调运动,既能保持焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求,又能避免焊枪和工件的碰撞。
(3)精确焊缝轨迹跟踪技术:结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点,采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝跟踪,提升焊接机器人对复杂工件进行焊接的柔性和适应性,结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差,基于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正,在各种工况下都能获得最佳的焊接质量。
激光加工机器人
激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中,通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。本系统通过示教盒进行在线操作,也可通过离线方式进行编程。该系统通过对加工工件的自动检测,产生加工件的模型,继而生成加工曲线,也可以利用cad数据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等。
关键技术包括:
(1)激光加工机器人结构优化设计技术:采用大范围框架式本体结构,在增大作业范围的同时,保证机器人精度;
(2)机器人系统的误差补偿技术:针对一体化加工机器人工作空间大,精度高等要求,并结合其结构特点,采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法,完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿。
(3)高精度机器人检测技术:将三坐标测量技术和机器人技术相结合,实现了机器人高精度在线测量。
(4)激光加工机器人专用语言实现技术:根据激光加工及机器人作业特点,完成激光加工机器人专用语言。
(5)网络通讯和离线编程技术:具有串口、can等网络通讯功能,实现对机器人生产线的监控和管理;并实现上位机对机器人的离线编程控制。
真空机器人真空机器人是一种在真空环境下工作的机器人,主要应用于半导体工业中,实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强,其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国外对中国买家严加审查,归属于禁运产品目录,真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。
关键技术包括:
(1)真空机器人新构型设计技术:通过结构分析和优化设计,避开国际专利,设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求;
(2)大间隙真空直驱电机技术:涉及大间隙真空直接驱动电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动器等方面。
(3)真空环境下的多轴精密轴系的设计。采用轴在轴中的设计方法,减小轴之间的不同心以及惯量不对称的问题。
(4)动态轨迹修正技术:通过传感器信息和机器人运动信息的融合,检测出晶圆与手指之间基准位置之间的偏移,通过动态修正运动轨迹,保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位。
(5)符合semi标准的真空机器人语言:根据真空机器人搬运要求、机器人作业特点及semi标准,完成真空机器人专用语言。
(6)可靠性系统工程技术:在ic制造中,设备故障会带来巨大的损失。根据半导体设备对mcbf的高要求,对各个部件的可靠性进行测试、评价和控制,提高机械手各个部件的可靠性,从而保证机械手满足ic制造的高要求。
洁净机器人
洁净机器人是一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着生产技术水平不断提高,其对生产环境的要求也日益苛刻,很多现代工业产品生产都要求在洁净环境进行,洁净机器人是洁净环境下生产需要的关键设备。
关键技术包括:
(1)洁净润滑技术:通过采用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂,实现对环境无颗粒污染,满足洁净要求。
(2)高速平稳控制技术:通过轨迹优化和提高关节伺服性能,实现洁净搬运的平稳性。
(3)控制器的小型化技术:根据洁净室建造和运营成本高,通过控制器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。
(4)晶圆检测技术:通过光学传感器,能够通过机器人的扫描,获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。
工业机器人的应用
工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上,以及在原子能工业等部门中,完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。20世纪50年代末,美国在机械手和操作机的基础上,采用伺服机构和自动控制等技术,研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置,并将其称为工业机器人;60年代初,美国研制成功两种工业机器人,并很快地在工业生产中得到应用;1969年,美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后,各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性,能适应多品种中、小批量的生产,70年代起,常与数字控制机床结合在一起,成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。
工业机器人的发展前景
在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流机器人发展前景及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量,提高生产效率,同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会ieee的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向,机器人技术就是其中之一。1990年10月,国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会,并在这次大会上通过了一个文件,把工业机器人分为四类:⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统;⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业,如焊接。喷漆等;⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人;⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人,并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展
三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有:低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。根据日本政府2007年指定的一份计划,日本2050年工业机器人产业规模将达到兆日元,拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准,百万工业机器人相当于千万劳动力,是目前日本全部劳动人口的15%。我国工业机器人起步于70年代初,其发展过程大致可分为三个阶段:70年代的萌芽期;80年代的开发期;90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上;一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术;运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术(产业化),必须具备5个要素即5m: machine/materials/manpower/management/market。和有着“机器人王国”之称的日本相比,我国有着截然不同的基本国情,那就是人口多,劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以,我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述,广泛使用机器人是实现工业自动化,提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业,引进国外技术和设备,培养人才,打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策,我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。
3结束语
工业机器人是机械科学技术的一个分支,它的发展需要机械及其他门类学科的发展来推动,它的发展也能推动工业系统的整体发展。它有其独特的优势与劣势,和其他技术一样,需要不断地设计应用修改和完善。
4参考文献
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proceedings of the 6th
工业机器人实习报告篇5
一、实习目的:
通过对市政工程断头路项目杭州东路施工的实地实习,使我对城市道路的路基处理、沥青路面的施工、道路的设计与施工以及其它公路相关设施的设计与布置,有了一次全面的感性认识,加深了我们对所学课程知识的理解,使学习和实践相结合.
二、实习时间:
20xx年12月10日至20xx年12月15日
三、实习地点
鄂东大道标段施工。
四、实习内容:
路基部分实习,虽然不是真正的工作,但却是我工作生涯的一个起点,也是过度到工作人士的一个不可或缺的必经阶段。当我第一天到工地时,面对这工作的环境显的是那么的无助,但工程类的实习似乎都是这样的,只有亲身体会才会懂,路面的知识,但作为一名内业员,对外业我更有几分的好感。通过相关的资料和现场的观摩等让我更加了解公路路基部分的施工。
五、工程概况:
路基施工是实现理想设计方案的重要过程,路基施工是检验设计合理性的手段。精心设计、精心施工是一个完整的过程。
(一)施工时应实现的基本要求:
1、路基的位置、标高、断面尺寸、材料规格及压实或砌筑等质量应符合设计文件和有关的施工技术规范的规定,以保证路基良好的使用性能。
2、根据条件,选择适用的施工方法,合理的调配和使用劳力、机具与材料,做到“人尽其才,物尽其用”,以提高劳动生产率,降低建筑成本和确保工程质量。
3、路基施工的各项工作要紧密配合,路基工程同其它工程也要相互协调,并服从整个道路施工组织与计划的统一安排,以便按时或提前完成施工任务。
4、路基施工必须贯彻安全生产的方针,制定安全技术措施,严格执行安全操作规程,做好事故的预防工作,确保施工安全。
总之,为实现优质、经济、快速、安全的要求,必须重视施工技术与组织管理。路基的实习主要在包括了地基处理、路床开挖、换填等内容。
1.路基处理:
路基处理:
路基处理该路段位于湿陷性黄土地区,处理办法就是换填戈壁法。就是将上面100公分路床范围内的多余的土全部挖掉,然后分层回填上100公分的戈壁料。为了保证工程质量,回填戈壁料是要把里面的大石块清除。这样做可以防止因雨水下渗和重物碾压导致的路基下沉、断面等问题,从而保障了工程质量安全。回填时要分层回填,每次回填50公分,分2次回填。
对于湿陷性黄土有两种处理方法:一是冲击碾压,二是强夯法。
另外,对结构层的处理。由于湿陷性黄土对结构层会有很大的影响,处理方法就是先把基坑开挖,然后用机械进行强夯,保证结构物安全。对于路堤的处理,用碾压夯实法。提高稳定性。方法是先原地面进行碾压,用灌沙法测密实度。压实是应注意:相邻两次的轮迹应重叠轮宽的三分之一,保持压实均匀,不漏压,对于压不到的边角,应辅以人力或小型机具夯实。压实全过程中,经常检查含水量和密实度,以达到符合规定压实度的要求。
2.沥青混合料的拌制与运输
在工厂拌制混合料所用的固定式拌和设备有间歇式和连续式两种。在拌制沥青混合料之前,应根据确定的配合比进行试拌。试拌时对所用的各种矿料及沥青应严格计量。通过试拌和抽样检验确定每盘热拌的配合比及其总重量(间歇式拌和机)、或各种矿料进料口开启的'大小及沥青和矿料进料的速度(连续式拌和机)、适宜的沥青用量、拌和时间、矿料和沥青加热温度、以及沥青混合料出厂的温度。对试拌的沥青混合料进行试验之后,即可选定施工的配合比。材料的运输是靠卡车直接运到施工路段进行摊铺。
3.铺筑
铺筑工序如下:
(1)基层准备和放样
面层铺筑前,应对基层和路基进行检查处理,确保道路的基层和面层有很好的黏结,减少水分浸入基层。
(2)摊铺
沥青混合料可用人工或机械摊铺,高等级公路沥青路面应采用机械摊铺。
(3)碾压
沥青混合料摊铺平整之后,应趁热及时进行碾压。碾压的温度应符合规定的要求。压实后的沥青混合料应符合压实度及平整度的要求,沥青混合料的分层压实厚度不得大于10cm。沥青混合料碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段,并确保路面表面的平整。
4.接缝施工
接缝施工沥青路面的各种施工缝(包括纵缝、横缝、新旧路面的接缝等)处,往往由于压实不足,容易产生台阶、裂缝、松散等病害,影响路面的平整度和耐久性,施工时必须十分注意。本路段采用的半幅机械施工,中间设计有分隔带。在施工中有两台机械同步摊铺,则机械间的纵缝应注意处理。
5.排水设施
排水设施整个路面为一个拱型,所以一般路面采用坡面向两侧漫流,流入公路两边的边沟中排走;在道路曲线的地段,公路外侧设有超高,采用单面排水,在中央分隔带设有雨水管道,收集曲线外侧路面的雨水,再由路基下敷设的横向排水管流入边沟。
五、实习总结:
通过这次道路施工的实习,使我们对城市道路的路基、路面的设计与施工有了一次比较全面的感性认识,进一步理解接受课堂上的知识,使理论在实际的生产中得到了运用。近年来,我国的公路事业得到了迅猛的发展,并且其需求也越来越大,这对于从事道路的工作者来说,既是一个机遇,也是一个挑战。作为将要走出学校的我来说,更应该在有限的时间内,掌握更多的专业知识,加强实践和设计能力,这样更有利于将来的发展,使自己在此领域内也有所作为。
想要成功就要付出努力,我始终坚信一点——诚恳做人,勤恳做事。
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