大口徑金屬螺旋管內(nèi)壁焊縫自動跟蹤打磨機器人的研制.pdf

1、隨著國家發(fā)展資源整合戰(zhàn)略性布局的持續(xù)推進，管路運輸業(yè)對大口徑螺旋管的需求量明顯增加。為便于大口徑金屬螺旋管內(nèi)壁噴涂處理，提高內(nèi)壁表面質(zhì)量，延長其使用壽命，需要對焊接后的管道內(nèi)壁焊縫進行打磨。目前國內(nèi)制管行業(yè)范圍內(nèi)通常使用人工手持角磨機作業(yè)，不但效率低下且不能保證打磨精度，并且嚴重危害工人身體健康。國外相關(guān)設(shè)備屬于受限進口的特殊管道機器人，采購難度大，性價比太低而不宜采用。為此，根據(jù)相關(guān)企業(yè)要求，開發(fā)并設(shè)計一種用于大口徑金屬螺旋管內(nèi)壁焊縫

2、自動跟蹤打磨的管道機器人，對提高螺旋管內(nèi)壁焊縫打磨質(zhì)量和作業(yè)效率、保障打磨工序一線操作工的身心健康和降低人力成本等具有重要意義和深遠影響。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）簡要介紹了大口徑螺旋管的應(yīng)用背景以及國內(nèi)外管道內(nèi)作業(yè)特種機器人的研究現(xiàn)狀，闡述了本文的研究內(nèi)容和方法；
　　（2）分析大口徑螺旋管內(nèi)壁焊縫分布形態(tài)情況和焊縫打磨技術(shù)要求,提出和設(shè)計了分段作業(yè)的“拼接式”打磨工藝；
　　（3）開展了管道機

3、器人的總體設(shè)計和造型，其中包括：機器人主體支撐裝置、三軸回轉(zhuǎn)作業(yè)裝置、打磨進給裝置和智能檢測模塊。完成了支撐機構(gòu)和驅(qū)動傳動機構(gòu)的詳細設(shè)計，并對重要電氣元部件選型校核；
　?。?）設(shè)計了管道機器人打磨控制系統(tǒng)，包括了焊縫自動跟蹤子系統(tǒng)、恒力打磨控制子系統(tǒng)、多工位分段作業(yè)的“二次接刀”控制子系統(tǒng)。
　?。?）利用SolidWorks/Simulation模塊對管道機器人的機械機構(gòu)進行了有限元分析，得到了關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)件在載荷作用下