空間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜相貫線機(jī)器人切割關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文密切結(jié)合TriVariant-B新型5自由度混聯(lián)機(jī)器人的空間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜相貫線切割實(shí)際應(yīng)用,系統(tǒng)地研究了該機(jī)器人對(duì)空間鋼管相貫形成的復(fù)雜相貫線的切割關(guān)鍵技術(shù),運(yùn)用數(shù)學(xué)原理推導(dǎo)了空間復(fù)雜相貫線的表達(dá)公式,并且求解出實(shí)際生產(chǎn)中存在不圓度缺陷的鋼管相貫所形成的復(fù)雜相貫線數(shù)學(xué)模型,考慮坡口角和實(shí)際切割方向?qū)η懈钸^程進(jìn)行軌跡規(guī)劃,運(yùn)用SolidWorks軟件和Vericut仿真軟件對(duì)鋼管相貫線切割三維模型和切割過程進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證,通過實(shí)驗(yàn),對(duì)

2、此相貫線切割機(jī)器人數(shù)控裝備的實(shí)際工程應(yīng)用做出總結(jié)。論文取得如下創(chuàng)造性成果:
　　?根據(jù)多個(gè)空間鋼管相貫形成的復(fù)雜相貫線立體模型,建立空間坐標(biāo)系,利用三維空間齊次坐標(biāo)變換中的平移和旋轉(zhuǎn)變換,推導(dǎo)出圓柱空心鋼管在相同坐標(biāo)系下的方程,鋼管方程聯(lián)立求解出復(fù)雜相貫線的數(shù)學(xué)模型。利用同樣方法求解實(shí)際存在不圓度鋼管的相貫線數(shù)學(xué)模型,為切割軌跡規(guī)劃和軟件仿真奠定基礎(chǔ)。
　　?基于復(fù)雜相貫線的空間數(shù)學(xué)模型,考慮坡口角、實(shí)際切割角和切割方向,通

3、過利用機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,對(duì)機(jī)器人末端執(zhí)行器的切割過程進(jìn)行軌跡規(guī)劃,并對(duì)末端在復(fù)雜相貫線相鄰段之間過渡時(shí)的位置和姿態(tài)進(jìn)行處理,使過渡時(shí)執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠而且節(jié)省時(shí)間。
　　?由數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出相貫線的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù),運(yùn)用LabVIEW軟件編寫程序來(lái)驗(yàn)證上述數(shù)學(xué)模型和軌跡規(guī)劃的正確性,在SolidWorks軟件中建立切割機(jī)器人和相貫鋼管的整體三維造型,通過動(dòng)畫仿真來(lái)驗(yàn)證相貫線數(shù)學(xué)模型和切割方案的可行性、有效性。
　　?由于大型鋼

4、管在實(shí)際中造價(jià)昂貴,所以需在切割之前確定整個(gè)數(shù)控切割過程準(zhǔn)確無(wú)誤,通過在Pro/E軟件中導(dǎo)出相貫線切割加工的NC代碼,導(dǎo)入到Vericut軟件中對(duì)空間多個(gè)鋼管相貫形成的復(fù)雜相貫線的切割過程進(jìn)行模擬仿真,利用刀具模擬切割機(jī)器人,通過仿真驗(yàn)證末端執(zhí)行切割運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性,最后對(duì)整個(gè)切割過程進(jìn)行優(yōu)化,為實(shí)際生產(chǎn)加工做好準(zhǔn)備。
　　?通過實(shí)驗(yàn),對(duì)此課題的空間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜相貫線切割機(jī)器人的實(shí)際工程應(yīng)用做出總結(jié),得出結(jié)論并對(duì)課題的進(jìn)一步發(fā)展作出展望