【摘要】：在大型艦船的鋼結(jié)構(gòu)焊接件中,存在桁結(jié)構(gòu)復(fù)雜且箱型體系多,焊縫的位置及形狀多樣,焊接工作區(qū)域狹小,焊接的效率低下等諸多問題。工業(yè)機(jī)械臂焊接機(jī)器人,由于作業(yè)底座不能移動且臂的伸長有限,導(dǎo)致焊接的操作區(qū)域及空間受限,難以適應(yīng)大型鋼結(jié)構(gòu)件的自適應(yīng)動態(tài)焊縫跟蹤的要求。本文通過對艦船的焊接工藝做深入分析,采用了將焊機(jī)、工控機(jī)、輪式移動智能焊接機(jī)器人和旋轉(zhuǎn)電弧動態(tài)實(shí)時跟蹤技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)方案,以減少因加工或安裝的誤差和焊材熱變形的不利影響,為有效的解決大型結(jié)構(gòu)工件中長距離、大范圍、具有復(fù)雜空間軌跡形式的空間焊縫實(shí)時動態(tài)跟蹤難題提供了參考依據(jù)。(1)基于Pioneer 3的四輪差速移動平臺和五自由度機(jī)械調(diào)節(jié)臂構(gòu)成的三維空間焊縫的實(shí)時動態(tài)跟蹤機(jī)器人:四輪差速移動平臺負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向和行走的粗調(diào)節(jié);五自由度的機(jī)械調(diào)節(jié)臂負(fù)責(zé)焊槍空間姿態(tài)的垂直、水平和傾角的精確調(diào)節(jié);末端調(diào)節(jié)滑塊控制旋轉(zhuǎn)電弧焊槍做線性的周期掃描運(yùn)動,以實(shí)現(xiàn)對空間焊縫的偏差特征信號進(jìn)行采集。(2)建立輪式移動小車與機(jī)械調(diào)節(jié)臂的聯(lián)合運(yùn)動關(guān)系模型,推導(dǎo)焊槍空間姿態(tài)的動態(tài)調(diào)節(jié)矩陣,為焊接機(jī)器人的焊槍姿態(tài)協(xié)調(diào)控制提供數(shù)理依據(jù)。(3)針對單一傳感器的掃描信號缺點(diǎn),優(yōu)化了旋轉(zhuǎn)電弧的線性周期掃描路徑,優(yōu)化了原始特征信號的提取區(qū)域,提出了一種基于限幅、多周期均值及動態(tài)貝葉斯變換和IVT組合的數(shù)據(jù)降維濾波處理方法,降低特征信號的維度,再經(jīng)過仿射投影和馬氏距離進(jìn)行在線Adaboost分類,提高了在有限的焊接參數(shù)下焊槍空間姿態(tài)識別的效率和精度。(4)通過對輪式移動小車和焊槍調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性進(jìn)行分析,根據(jù)旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器獲得的焊縫左右、高低及傾角的偏差特征信號作為控制量,采取自調(diào)節(jié)動態(tài)模糊規(guī)則和分級閾值協(xié)調(diào)控制器,提高跟蹤系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。本文提出了新型的實(shí)時動態(tài)空間曲面焊縫跟蹤技術(shù),經(jīng)過大量的試驗(yàn)表明:空間曲面焊縫的自動焊接誤差在允許范圍內(nèi),達(dá)到了預(yù)期的跟蹤精度及效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242;TG409

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂金波;;焊接機(jī)器人在汽車起重機(jī)制造中的應(yīng)用[J];金屬加工(熱加工);2016年20期

2 畢俊喜;薛志安;;基于ADXI4的全軟型開放式數(shù)控系統(tǒng)研究與開發(fā)[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2016年07期

3 李生保;烏日圖;謝振平;康俊峰;杜宏旺;;大直徑對接管焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J];制造業(yè)自動化;2015年17期

4 梁琦;;基于激光測距的焊接軌跡檢測研究[J];焊接技術(shù);2015年08期

5 焦德義;劉永翔;許驥;;某型艦船物資補(bǔ)給車前輸送臂焊接變形的控制研究[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2015年04期

6 楊文忠;;采用分段擬合機(jī)器人焊接熱誤差補(bǔ)償控制技術(shù)[J];焊接;2015年06期

7 胡勝;羅雨;焦向東;周燦豐;韓素新;;軌道式管道焊接機(jī)器人焊縫跟蹤方法研究現(xiàn)狀[J];河北科技大學(xué)學(xué)報;2015年02期

8 張文金;陳啟劍;;汽車車身的焊接工藝及其措施[J];科技傳播;2014年16期

9 李博;張凌;;基于視覺顯著性的監(jiān)控視頻動態(tài)目標(biāo)跟蹤[J];信息技術(shù);2014年04期

10 劉經(jīng)緯;王普;李會民;楊蕾;;基于增量式專家與模糊自適應(yīng)控制參數(shù)在線整定方法的控制系統(tǒng)研究[J];計算機(jī)測量與控制;2014年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李湘文;中厚板復(fù)雜軌跡焊縫跟蹤的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湘潭大學(xué);2012年

2 張華軍;大厚板高強(qiáng)鋼雙面雙弧焊新工藝及機(jī)器人自動化焊接技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 周律;基于視覺伺服的弧焊機(jī)器人焊接路徑獲取方法研究[D];上海交通大學(xué);2007年

4 賀玲;面向大規(guī)模圖像庫的層次化索引機(jī)制研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 彭園;移動焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計[D];南昌大學(xué);2015年

2 羅香彬;高速旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊接系統(tǒng)理論數(shù)學(xué)模型研究[D];南昌大學(xué);2014年

3 祝團(tuán)結(jié);擺動電弧CO_2焊焊縫跟蹤精度的研究[D];湘潭大學(xué);2012年

4 魏丹;遺傳算法在AHP權(quán)值確定中的應(yīng)用研究[D];東北大學(xué);2011年

，

本文編號：2489231