【摘要】：盾構機作為一種隧道掘進的專用工程機械已經(jīng)廣泛應用于地鐵、鐵路、公路、市政和水電等隧道工程。在盾構機的制造過程中,焊接工作量巨大,焊接工時長,而且對焊縫質量有較高的要求。目前,我國盾構機的生產廠家多采用人工焊接方法,生產效率低下,焊接質量一致性難以保障,實現(xiàn)盾構機焊接自動化勢在必行。盾構機由于其非標定制的特點,給工作站開發(fā)帶來了一定困難。本文從盾構機構件焊縫軌跡可達性入手,提出焊接工作站結構優(yōu)化的方法。并開發(fā)新型軌跡糾偏系統(tǒng),保證焊接質量。首先,本文分析了工件安放對軌跡可達性的影響。針對盾構機焊接工作站機器人與變位機配合的結構,通過計算機器人固定焊槍姿態(tài)工作空間,得到工件焊縫能夠焊接的范圍。并通過計算機器人與變位機配合的有效工作空間,得到機器人與變位機最佳的相對位置。然后,本文分析了具體工件結構對軌跡可達性的影響。當工件結構較為復雜時,不能僅僅分析焊縫是否處于工作空間內得到可達性的結論,工件的結構也會對焊縫的可達性造成影響。通過對比分析原始結構和優(yōu)化結構對各個典型工件的可達性水平,證明優(yōu)化結構能夠完成絕大多數(shù)工件的焊接,優(yōu)化效果明顯。接著分析了各個工件結構對工作站結構的影響,提出更換焊槍和增加機器人高度調整機構的方法進一步優(yōu)化工作站結構,從而滿足所有典型工件的可達性要求。最后,針對盾構機盾體長直焊縫多層多道焊焊縫跟蹤的問題,提出了人機交互機器人實時控制策略,開發(fā)了人機交互的實時糾偏控制系統(tǒng)。人機交互界面基于.Net平臺開發(fā),通過攝像頭獲取焊縫區(qū)圖像判斷焊槍偏移方向和是否需要進行調節(jié)�？刂葡到y(tǒng)以PLC為控制核心,通過機器人RSI接口發(fā)送糾偏指令,實現(xiàn)了對焊槍位置的實時調節(jié)�？刂葡到y(tǒng)控制精度達到0.1 mm,能夠滿足焊接需要。焊接實驗證明,該控制系統(tǒng)能夠較好的滿足機器人多層多道焊焊縫跟蹤要求。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG409;U455.39

【參考文獻】

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本文編號：2664325