目前,在國內(nèi)大型余熱鍋爐行業(yè)中存在著大量的鍋爐筒體內(nèi)壁管板焊接,其焊接過程中存在焊縫位置復雜,焊槍姿態(tài)多變,焊接工作空間內(nèi)部狹窄,焊接頻率低等諸多問題,其導致鍋爐內(nèi)壁管板焊接自動化程度低下,因此,提升鍋爐內(nèi)壁管板焊接自動化水平顯得尤為迫切。筒體內(nèi)壁管板焊接技術難點有:一、管與筒體之間形成相關線焊縫是復雜的空間曲線,手工焊接難以保證焊接速度與效果;二、它屬于焊接領域難度系數(shù)最大的全位置焊接,對流管與筒體之間形成的環(huán)形角焊縫緊密排列在鍋爐筒體內(nèi)壁上,尤其是在同一個工件上的環(huán)形角焊縫存在著平焊、立焊、仰焊,焊接過程中需根據(jù)實際焊縫空間位置、角度來實時調(diào)整;三、現(xiàn)階段機械手焊接難以達到現(xiàn)有熟練焊接工人的水平。基于上述筒體內(nèi)壁管板焊接自動化技術難點問題,本文的主要研究內(nèi)容如下:針對環(huán)角焊縫分布特點,詳細論述了鍋筒內(nèi)壁環(huán)角焊縫機器人設計難點與關鍵點,并最終設計了一套適應于本文所研究的環(huán)角焊縫的機械結(jié)構(gòu)方案,基于機器人運動過程中的運動姿態(tài)、方向角調(diào)節(jié)方案建立了環(huán)角焊縫機器人運動學模型,并對其進行運動學分析,為后續(xù)焊槍識別、軌跡規(guī)劃提供了可靠的理論模型。深入研究現(xiàn)有電弧傳感方法,提出一種針對環(huán)角焊縫新... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

某公司余熱鍋爐實物圖

（a）、固定管板式換熱器 （b）、管板焊接機器人圖 1.2 固定換熱器及管板焊接機器人工作圖自上世紀 90 年以來,國內(nèi)外就開始廣泛研究相關線焊縫自動化焊接技術,并取得相應的一些成果。1996 年日本慶應大學 Suga Y，Sano T 等人[23]設計了一種基于 CCD 相機尋跡的管壁相貫線機器人。他們通過機器人焊接之前利用 CCD相機采集管壁信息，耦合計算，自主尋找需要焊接的點，結(jié)合伺服驅(qū)動軸完成焊縫整體作業(yè)，其本體結(jié)構(gòu)如圖 1.3 左圖所示。機器人整體結(jié)構(gòu)較為復雜，應用性不強。2009 年北京工業(yè)大學任福深等人[24]開發(fā)了一種 PC-DSP 模式的管板插接智能焊接機器人，如圖 1.3 右圖所示。針對管壁插接焊縫的特性，設計了多自由度自動定心得機械手，借助支管內(nèi)壁的機器人旋轉(zhuǎn)中心與管壁軸線同軸，最后實現(xiàn)了焊槍前端行走角姿態(tài)的可靠控制。2010 年哈爾濱工程大學杜宏旺[25]針對接管相貫線焊接的特性，研制了一種基于 D-H 機器人運動模型和以 PC 為數(shù)據(jù)控制的硬件多自由度接管相關線機器人，如圖 1.4 左圖所示。2016 年江南大學田媛[26]針對現(xiàn)有管板焊接設備的局限性，結(jié)合國外相關研究成果設計出一種六自由度的

能力、智能化、交互性等方面存在或多或少的實際問題，難以完成在復雜境可能遇到的非預設場景的焊接任務。與此同時，上述管板焊接問題實解決有序的環(huán)形分布在平板上的二維環(huán)角焊縫。這些特征與本課題所研究內(nèi)壁管管空間三維的立體環(huán)角焊縫問題有較大區(qū)別。圖 1.3 機械焊接定位裝置（一）1

【參考文獻】：
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本文編號：3297200