船舶產(chǎn)業(yè)是國家傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分,但我國造船耗能大,勞動力資源緊張,自動化水平低。目前船舶型材仍采用手工焊接方式,現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境惡劣,效率低下,焊接質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證。同時,焊接制造行業(yè)用工難、用工貴和高技能焊工稀缺等現(xiàn)實需求,使得“機器換人”成為焊接制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然發(fā)展趨勢。實際焊接生產(chǎn)過程中,由于裝配間隙、錯邊及散熱不均等因素,傳統(tǒng)的“示教再現(xiàn)型”機器人在焊接過程中容易出現(xiàn)焊接軌跡偏離或者焊接參數(shù)不匹配等問題,導(dǎo)致焊接接頭質(zhì)量不穩(wěn)定甚至失效�；谏鲜鰡栴},本文針對船舶分段T型材機器人自動化需求,研制了一套基于激光視覺傳感的弧焊機器人系統(tǒng),用于船舶分段型材的自動化焊接。借助激光視覺傳感技術(shù)、多層多道規(guī)劃及焊接專家系統(tǒng)成功實現(xiàn)了分段型材的自動化、智能化焊接。構(gòu)建的系統(tǒng)具備初始焊縫識別、跟蹤、多層多道規(guī)劃、焊槍姿態(tài)及工藝參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整等功能。首先根據(jù)船舶T型材所用焊接材料及其焊接工藝要求,結(jié)合船舶制造業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀,詳細分析了大船船舶T型材對口焊接自動化生產(chǎn)所面臨的問題,根據(jù)船舶型材弧焊機器人系統(tǒng)的實際作業(yè)環(huán)境,明確了焊接機器人系統(tǒng)性能指標和技術(shù)要求,并給出了系統(tǒng)總體設(shè)計方案。本文... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)

(a) 雙層底結(jié)構(gòu) （b）格子間結(jié)構(gòu)(a) Double bottom structure (b) Structure between grids圖 1.2 IGM 焊接機器人船舶制造中的應(yīng)用[7]Figure 1.2 Application of IGM welding robots in shipbuilding針對雙殼船結(jié)構(gòu)的僅有一個過人孔的封閉結(jié)構(gòu)，焊接工作環(huán)境非常惡劣有大量煙、有毒氣體和高溫等特點，特別開發(fā)了 Rail Runner 結(jié)構(gòu)的小巧的焊接機器人系統(tǒng)，如圖 1.3 所示[9]�；� PDA(personal data assistant)無線通信示教方式，具有頗多優(yōu)點：1) 對焊接空間沒有限制，可進入封閉空間無人化工作；2) 無需操作人員接近機器人和惡劣的焊接環(huán)境，確保人員安全；3) 無線通信減輕了連接電纜和機器人整機的重量。

層底結(jié)構(gòu) （b）格子間結(jié)構(gòu) bottom structure (b) Structure betwee圖 1.2 IGM 焊接機器人船舶制造中的應(yīng)用[7]Figure 1.2 Application of IGM welding robots in shipbuilding結(jié)構(gòu)的僅有一個過人孔的封閉結(jié)構(gòu)，焊接工作環(huán)境非和高溫等特點，特別開發(fā)了 Rail Runner 結(jié)構(gòu)的小巧的所示[9]�；� PDA(personal data assistant)無線通信示教焊接空間沒有限制，可進入封閉空間無人化工作；2)惡劣的焊接環(huán)境，確保人員安全；3) 無線通信減輕了量。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國船舶產(chǎn)業(yè)智能制造及其標準化現(xiàn)狀與趨勢[J]. 吳笑風(fēng),岳宏,石瑤,王晶.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(09)
[2]機器人扛起“中國制造”大旗[J]. 楊舒,詹媛.  今日中國. 2015(11)
[3]線激光器的手眼標定方法[J]. 王英男,戴曙光.  電子科技. 2015(07)
[4]工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J]. 計時鳴,黃希歡.  機電工程. 2015(01)
[5]MOTOMAN機器人新型二次開發(fā)軟件介紹[J]. 張穎,曾孔庚.  機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2012(04)
[6]鋼材焊接缺陷診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 倪家強,蘇杭,梁硼,占小紅,魏艷紅.  電焊機. 2012(01)
[7]不銹鋼焊接性分析與焊接工藝設(shè)計專家系統(tǒng)[J]. 劉立鵬,魏艷紅,梁寧,雷黨剛.  焊接技術(shù). 2009(07)
[8]淺析國內(nèi)外船舶焊接技術(shù)[J]. 劉鵬,曹凌源,蘭鈴,黃海谷,鄭惠錦,甘露.  現(xiàn)代制造. 2009(03)
[9]焊接機器人自動跟蹤系統(tǒng)研究[J]. 蔣力培,黃繼強,鄒勇,薛龍,黃軍芬,黃民雙.  電焊機. 2009(01)
[10]船舶焊接技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 鄒家生,嚴鏗,顧曉波.  江蘇船舶. 2008(01)

碩士論文
[1]基于視覺傳感的移動機器人MAG焊系統(tǒng)及焊縫圖像特征研究[D]. 曲承衛(wèi).上海交通大學(xué) 2016
[2]連續(xù)驅(qū)動摩擦焊接專家系統(tǒng)的研究[D]. 王松.東北林業(yè)大學(xué) 2014
[3]多機器人全自動焊接系統(tǒng)在海洋工程制管中的應(yīng)用[D]. 張明.上海交通大學(xué) 2013
[4]基于WEB的激光焊接數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李軍.華中科技大學(xué) 2013
[5]船用管馬鞍形機器人切割和焊接系統(tǒng)研究[D]. 朱棟.江蘇科技大學(xué) 2012
[6]船體雙殼分段機器人焊接技術(shù)研究[D]. 許偉龍.江蘇科技大學(xué) 2011
[7]船舶大型結(jié)構(gòu)件機器人焊接關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 章正.江蘇科技大學(xué) 2010
[8]航空材料焊接數(shù)據(jù)共享平臺研究[D]. 徐振亮.南京航空航天大學(xué) 2009
[9]多層多道焊路徑自動規(guī)劃及雙機器人協(xié)調(diào)研究[D]. 楊光遠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3491726