馬鞍型焊縫焊接機器人機構(gòu)設(shè)計與仿真.pdf

1、壓力容器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、石油化工、醫(yī)療、建筑、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)中，為國民經(jīng)濟發(fā)展做出了不可替代的貢獻(xiàn)。馬鞍型焊縫是壓力容器焊接中常見焊縫形式，當(dāng)前對該類焊縫焊接主要由人工完成，人工焊接工作壞境惡劣、效率低、難以保證焊接質(zhì)量，所以迫切需要研制該類焊縫的焊機機器人。
　　本文分析了國內(nèi)外馬鞍型焊縫焊接機器人研究現(xiàn)狀，建立了馬鞍型焊縫、焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角的數(shù)學(xué)模型，通過坐標(biāo)變換得到焊槍工作角和行走角的數(shù)學(xué)方程，為機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制提供理論依

2、據(jù)。
　　通過分析馬鞍型焊縫、焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角的數(shù)學(xué)模型得出設(shè)計要求，提出了多種能夠完成該類焊縫焊接的機構(gòu)方案，最終選定二自由度手腕圓柱式坐標(biāo)機構(gòu)，該機構(gòu)為五自由度串聯(lián)機構(gòu)。采用D-H坐標(biāo)法對該機構(gòu)方案運動學(xué)正、逆解進行求解，求得該機構(gòu)方案運動參數(shù)。
　　根據(jù)設(shè)計要求對機構(gòu)方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計了一種二自由度定心手腕，該手腕采用圓心重合的兩段弧形齒輪結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)焊槍工作角和行走角，實現(xiàn)了機器人的解耦控制，降低了控制難度。