隨著海洋石油資源的開發(fā)活動(dòng)不斷加強(qiáng),海洋鉆采平臺(tái)的需求量大幅上升。管管相貫的導(dǎo)管架接頭形式在海洋平臺(tái)中大量出現(xiàn),目前此類管接頭的焊接多采用手工施焊,焊接效率低。導(dǎo)管架接頭的高效自動(dòng)化焊接在管道組裝工程中具有重要的意義。本論文的開展基于天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目"K/Y型導(dǎo)管架焊接機(jī)器人",已有的管道接頭焊接機(jī)器人大多針對(duì)正交、小尺寸的T型管接頭焊接件,其對(duì)于海洋平臺(tái)中K/Y型大尺寸斜交接頭形式的相貫線焊縫無法有效施焊,為了實(shí)現(xiàn)K/Y型相貫管接頭焊縫的自動(dòng)化焊接,大幅降低此類管道焊接現(xiàn)場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善其工作環(huán)境,并有效提高焊接質(zhì)量和效率,本文設(shè)計(jì)研制了一種K/Y型管接頭相貫線焊縫焊接機(jī)器人。在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外管道自動(dòng)焊接機(jī)器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,深入分析了 K/Y型管接頭空間相貫線焊縫的特點(diǎn),建立了管道斜交相貫線的數(shù)學(xué)模型及相貫線焊縫的特征坐標(biāo)系,提出一種圓柱坐標(biāo)型操作機(jī)構(gòu)與二自由度差速手腕機(jī)構(gòu)結(jié)合的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,該機(jī)器人具有5個(gè)自由度,即可滿足機(jī)器人自由度的使用要求又能實(shí)現(xiàn)靈活避障的目的。為了保證機(jī)器人結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)器人在危險(xiǎn)工況下的力學(xué)性能進(jìn)行了分析,利用Ansys ... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景及意義
    1.2 焊接機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 管接頭焊接機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外管接頭焊接機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)管接頭焊接機(jī)器人研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 K/Y型管接頭相貫線數(shù)學(xué)模型
    2.1 K/Y型相貫管接頭簡(jiǎn)介
    2.2 相貫線的數(shù)學(xué)模型
    2.3 相貫線焊縫姿態(tài)模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 相貫接頭焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本要求
    3.2 機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)分析
    3.3 基于相貫線數(shù)學(xué)模型的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 機(jī)器人自由度分析
        3.3.2 機(jī)器人基座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.3 機(jī)器人機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.4 機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.5 機(jī)器人整機(jī)結(jié)構(gòu)模型
    3.4 相貫接頭焊接機(jī)器人參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 相貫接頭焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析
    4.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)有限元模型的建立
    4.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
    4.3 機(jī)器人結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 相貫接頭焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    5.1 機(jī)器人位姿的描述
    5.2 機(jī)器人連桿坐標(biāo)系的建立方法
    5.3 相貫接頭焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        5.3.1 機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        5.3.2 機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    5.4 相貫接頭焊接機(jī)器人工作空間仿真
    5.5 本章小結(jié)
第六章 相貫接頭焊接機(jī)器人的軌跡規(guī)劃與仿真
    6.1 相貫線焊縫的軌跡規(guī)劃
        6.1.1 焊槍姿態(tài)模型的建立
        6.1.2 笛卡爾空間相貫線軌跡規(guī)劃
        6.1.3 機(jī)器人關(guān)節(jié)速度求解
        6.1.4 機(jī)器人關(guān)節(jié)加速度求解
    6.2 基于Robotics Toolbox的相貫線軌跡規(guī)劃仿真
        6.2.1 機(jī)器人模型的建立
        6.2.2 相貫線軌跡規(guī)劃仿真
    6.3 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號(hào)：3166448