大直徑對接管焊接機(jī)器人的研究.pdf

1、管道對接是管道鋪設(shè)過程中一個重要的工序，它廣泛地應(yīng)用于石油、天然氣、化工、城市管道等行業(yè)，其焊接質(zhì)量關(guān)系著管道使用的安全性和運行的可靠性。目前，國內(nèi)的大部分大直徑管道對接焊接還是通過傳統(tǒng)的手工焊接完成的，從而導(dǎo)致工作效率低，工程進(jìn)度慢。雖然一些工程項目采用了機(jī)器人自動焊接，但是這些設(shè)備絕大部分都是歐美等發(fā)達(dá)國家研發(fā)的。這樣的情況下，設(shè)計出一種適合大直徑管道對接的焊接機(jī)器人是非常有意義的。
　　論文以大直徑對接管焊接機(jī)器人為研究對象

2、，應(yīng)用機(jī)器人學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)及計算機(jī)仿真技術(shù)，著重設(shè)計和研究了大直徑對接管焊接機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，具體工作有以下幾個方面：
　　（1）通過了解焊接機(jī)器人的工作環(huán)境、工作對象及工作任務(wù)，確定焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；
　　（2）對機(jī)器人的三個運動關(guān)節(jié)（環(huán)形行走機(jī)構(gòu)、軸向擺動機(jī)構(gòu)和徑向伸縮機(jī)構(gòu)）進(jìn)行設(shè)計，并對電機(jī)、減速器、軸承等標(biāo)準(zhǔn)零部件進(jìn)行選??；
　?。?）利用機(jī)器人矩陣?yán)碚撝R對焊接機(jī)器人的運動學(xué)正問題和逆問題進(jìn)行分析

3、，確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動軌跡（位姿）、焊接機(jī)器人的幾何參數(shù)和焊接機(jī)器人的運動參數(shù)三者之間的關(guān)系；
　　（4）利用Pro/E4.0三維軟件建立機(jī)器人的三維實體模型，并在Pro/E4.0機(jī)構(gòu)模塊下對其進(jìn)行運動學(xué)仿真和位置仿真，得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)（焊槍）的速度及加速度變化曲線和位置軌跡，并對其進(jìn)行分析，并論證其是否符合工作原理；
　　（5）利用幾何法，對機(jī)器人在焊接過程中，可能出現(xiàn)的小車與鏈條存在干涉的問題進(jìn)行了分析，論證其是否存在干涉；利