本文關(guān)鍵詞：橋式雙梁起重機(jī)主梁移動(dòng)焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：根據(jù)對(duì)雙梁橋式起重機(jī)箱型主梁焊接制造工藝的分析,本文設(shè)計(jì)出一臺(tái)針對(duì)箱型主梁兩條長(zhǎng)焊縫的移動(dòng)焊接機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)了兩條長(zhǎng)焊縫的自動(dòng)焊接。通過(guò)分析兩條長(zhǎng)焊縫的特點(diǎn)以及焊縫軌跡的分析,提出移動(dòng)焊接機(jī)器人的PPR型三自由度總體機(jī)構(gòu)方案,其三自由度是:實(shí)現(xiàn)車架水平方向移動(dòng)的平移自由度、實(shí)現(xiàn)升降架垂直方向移動(dòng)的平移自由度和實(shí)現(xiàn)焊槍轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)自由度,滿足了雙梁橋式起重機(jī)主梁長(zhǎng)焊縫的焊接要求,可焊最大距離22.5米。選定了各自由度的具體機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以及機(jī)器人供電方式,將機(jī)器人按各自由度的機(jī)械實(shí)現(xiàn)劃分為三大模塊,依次對(duì)各模塊進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、功率計(jì)算、電機(jī)選型�；跈C(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)理論知識(shí),建立了移動(dòng)焊接機(jī)器人D-H坐標(biāo)系,并求解出移動(dòng)焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解。對(duì)兩條長(zhǎng)焊縫進(jìn)行了軌跡規(guī)劃:根據(jù)微分方程數(shù)值求解與擬合的分析對(duì)上拱曲線焊縫水平方向移動(dòng)速度進(jìn)行了線性替換,并驗(yàn)證了合理性;對(duì)多折曲線焊縫進(jìn)行代數(shù)推導(dǎo)并算得各電機(jī)轉(zhuǎn)速規(guī)律。通過(guò)Creo Parametric軟件完成了移動(dòng)焊接機(jī)器人的三維實(shí)體建模,并將三維模型導(dǎo)入Adams/view軟件分別進(jìn)行兩條焊縫的運(yùn)動(dòng)仿真,通過(guò)Adams/Postprocess模塊輸出仿真曲線,結(jié)果表明位移和速度仿真曲線與預(yù)期相符,上拱曲線焊縫位移最大偏差0.0861mm,多折曲線焊縫位移最大偏差0.356mm,兩條焊縫速度最大偏差都小于0.001mm/s,仿真誤差在允許范圍內(nèi),從而驗(yàn)證了移動(dòng)焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模的合理性。對(duì)焊接過(guò)程中軌跡誤差起因進(jìn)行了分析,并提出基于一維PSD的焊縫誤差檢測(cè)方案,對(duì)延時(shí)與超前兩種情況下的誤差檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究處理并算出實(shí)際補(bǔ)償誤差,構(gòu)造出帶誤差衰減函數(shù)的機(jī)器人末端軌跡方程,將此方程的逆解輸入控制端從而完成誤差補(bǔ)償,并通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明補(bǔ)償方案合理,補(bǔ)償系數(shù)K越小,誤差消除速度越快。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)焊接機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 軌跡規(guī)劃 運(yùn)動(dòng)仿真 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH215;TG409
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 機(jī)器人發(fā)展簡(jiǎn)述及其分類9-10
• 1.1.1 國(guó)內(nèi)機(jī)器人發(fā)展略述9
• 1.1.2 國(guó)外機(jī)器人發(fā)展略述9-10
• 1.1.3 機(jī)器人分類10
• 1.2 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 移動(dòng)焊接機(jī)器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線15-17
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容15
• 1.4.2 技術(shù)路線15-17
• 第二章 移動(dòng)焊接機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)17-26
• 2.1 主梁焊接工藝分析17-18
• 2.2 機(jī)器人焊接方法的選擇18
• 2.2.1 焊接方法簡(jiǎn)介18
• 2.2.2 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)焊焊接系統(tǒng)18
• 2.3 焊接工藝的確定18-19
• 2.3.1 焊槍位姿18-19
• 2.3.2 焊接參數(shù)19
• 2.3.3 焊接前處理19
• 2.4 主梁焊縫軌跡的分析19-21
• 2.4.1 上拱曲線焊縫19-21
• 2.4.2 多折曲線焊縫21
• 2.5 移動(dòng)焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)21-24
• 2.5.1 機(jī)器人機(jī)構(gòu)總體方案擬定22
• 2.5.2 水平移動(dòng)方案22-24
• 2.5.3 垂直移動(dòng)方案24
• 2.6 移動(dòng)焊接機(jī)器人供電方案24-25
• 2.7 本章小結(jié)25-26
• 第三章 移動(dòng)焊接機(jī)器人本體設(shè)計(jì)與選型26-36
• 3.1 焊槍旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)計(jì)26-27
• 3.1.1 二保焊槍選型27
• 3.1.2 焊槍旋轉(zhuǎn)電機(jī)選型27
• 3.2 焊槍垂直移動(dòng)模塊設(shè)計(jì)27-31
• 3.2.1 滾珠絲杠與驅(qū)動(dòng)電機(jī)28-29
• 3.2.2 滑塊與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)29-30
• 3.2.3 軸承、聯(lián)軸器選型30
• 3.2.4 焊槍垂直移動(dòng)平臺(tái)30-31
• 3.3 焊槍水平移動(dòng)模塊設(shè)計(jì)31-34
• 3.3.1 底座導(dǎo)軌、車架滑塊的選型31
• 3.3.2 齒條設(shè)計(jì)選型31
• 3.3.3 移動(dòng)車架設(shè)計(jì)及焊機(jī)、氣瓶等安置31
• 3.3.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型31-34
• 3.4 移動(dòng)焊機(jī)機(jī)器人機(jī)構(gòu)總裝34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 移動(dòng)焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析36-48
• 4.1 機(jī)器人位姿描述的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)36-38
• 4.1.1 位置與方位描述36
• 4.1.2 平移與旋轉(zhuǎn)的齊次變換矩陣描述36-38
• 4.2 基于D-H坐標(biāo)描述法的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解38-39
• 4.2.1 D-H坐標(biāo)變換原理38
• 4.2.2 移動(dòng)焊機(jī)機(jī)器人的D-H坐標(biāo)描述38-39
• 4.3 移動(dòng)焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解39-41
• 4.4 移動(dòng)焊接機(jī)器人上拱曲線焊縫軌跡規(guī)劃41-44
• 4.4.1 非線性軌跡微分方程的數(shù)值求解41-42
• 4.4.2 上拱曲線焊縫軌跡擬合與插值分析42-44
• 4.4.3 上拱曲線焊縫各電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律解析式44
• 4.5 移動(dòng)焊接機(jī)器人多折曲線焊縫軌跡規(guī)劃44-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 移動(dòng)焊接機(jī)器人建模與仿真48-60
• 5.1 基于Creo2.0 的移動(dòng)焊接機(jī)器人建模48-51
• 5.1.1 Creo Parametric零件參數(shù)化建模與整機(jī)裝配48-50
• 5.1.2 總裝模型的缺陷檢測(cè)與焊槍調(diào)節(jié)的限位分析50-51
• 5.2 基于Adams的移動(dòng)焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真51-58
• 5.2.1 各運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)副定義實(shí)現(xiàn)52-53
• 5.2.2 上拱曲線焊縫仿真前處理53-54
• 5.2.3 上拱曲線焊縫仿真后處理54-56
• 5.2.4 多折曲線焊縫仿真前處理56-57
• 5.2.5 多折曲線焊縫仿真后處理57-58
• 5.3 本章小結(jié)58-60
• 第六章 移動(dòng)焊接機(jī)器人誤差分析與處理60-66
• 6.1 焊接軌跡誤差檢測(cè)方案60-63
• 6.2 焊接軌跡誤差補(bǔ)償方案63-65
• 6.3 本章小結(jié)65-66
• 第七章 結(jié)論與展望66-68
• 7.1 結(jié)論66
• 7.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利72-73
• 致謝73

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