本文關(guān)鍵詞：直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真

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【摘要】：隨著制造業(yè)與信息化水平不斷提高以及勞動力成本的增加,世界各國都將工業(yè)智能化機(jī)器人列為主要發(fā)展方向,智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展越來越受到世界各國的高度關(guān)注。自主移動焊接機(jī)器人作為一種新型的智能化制造裝備,廣泛應(yīng)用于大型鋼結(jié)構(gòu)制造現(xiàn)場,特別是造船業(yè)。本文針對大型船舶焊接工作中存在的格子型焊接構(gòu)件,包含大量平面直角焊縫,焊接工作量大、自動化程度低、工作環(huán)境惡劣且空間狹小等特點,基于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器和虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計一種自動化移動焊接機(jī)器人,可提高船舶焊接自動化生產(chǎn)水平。首先,根據(jù)焊接機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,總結(jié)焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)特點以及焊縫傳感類型,根據(jù)旋轉(zhuǎn)電弧傳感器設(shè)計了一套基于二級跟蹤策略的小型化移動焊接機(jī)器人運(yùn)動機(jī)構(gòu),包含輪式移動平臺和二維精確定位平臺,并通過數(shù)學(xué)建模開展研究。其次,針對現(xiàn)用旋轉(zhuǎn)電弧傳感器振動大的缺點,運(yùn)用動平衡理論分析其結(jié)構(gòu)特點后,基于虛擬樣機(jī)技術(shù)建立參數(shù)化模型并進(jìn)行優(yōu)化分析,最終應(yīng)用動平衡設(shè)備對物理樣機(jī)進(jìn)行實驗測量,完成優(yōu)化設(shè)計并保證機(jī)器人在焊接工作時不受振動影響,提高了焊接質(zhì)量。再次,應(yīng)用機(jī)器人運(yùn)動學(xué)原理,建立直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型,對其進(jìn)行偏差分析。對機(jī)器人在直角轉(zhuǎn)彎過程中的不同階段進(jìn)行分析并完成運(yùn)動學(xué)規(guī)劃,為實現(xiàn)高性能控制算法和控制策略提供理論依據(jù)。最后,應(yīng)用ADAMS建立直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型,并進(jìn)行仿真分析�；诜抡娣治鼋⑽锢順訖C(jī)焊接系統(tǒng),完成跟蹤實驗并在船體焊接現(xiàn)場進(jìn)行實際生產(chǎn)焊接,結(jié)果表明移動焊接機(jī)器人各性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求并滿足實際生產(chǎn)的需要。
【關(guān)鍵詞】：移動焊接機(jī)器人 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器 動平衡 運(yùn)動規(guī)劃 虛擬樣機(jī)
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TG409
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 課題來源、研究目的與意義9-11
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究目的與意義9-11
• 1.2 焊接機(jī)器人研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3 焊縫跟蹤技術(shù)及相關(guān)傳感器17-19
• 1.4 虛擬樣機(jī)技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用19-21
• 1.5 本課題目標(biāo)及研究內(nèi)容21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-23
• 第2章 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計23-41
• 2.1 引言23
• 2.2 移動焊接機(jī)器人移動平臺設(shè)計23-33
• 2.2.1 移動平臺選型23-24
• 2.2.2 移動平臺驅(qū)動功率估算24-27
• 2.2.3 驅(qū)動模塊設(shè)計27-28
• 2.2.4 可調(diào)節(jié)吸附模塊設(shè)計28-31
• 2.2.5 移動焊接機(jī)器人本體建模及相關(guān)傳感31-33
• 2.3 二維精確定位平臺設(shè)計33-38
• 2.3.1 二維運(yùn)動方案選型33-34
• 2.3.2 水平運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計34-35
• 2.3.3 垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計35-36
• 2.3.4 二維精確定位平臺建模及相關(guān)傳感36-38
• 2.4 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人整體設(shè)計及模型建立38-40
• 2.4.1 主控制箱設(shè)計38
• 2.4.2 機(jī)體保護(hù)罩及按鍵模塊設(shè)計38-40
• 2.4.3 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人三維模型40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器動平衡實驗與優(yōu)化41-61
• 3.1 引言41
• 3.2 現(xiàn)用旋轉(zhuǎn)電弧傳感器結(jié)構(gòu)及存在的問題41-43
• 3.3 動平衡原理43-44
• 3.4 基于ADAMS的旋轉(zhuǎn)電弧傳感器動平衡研究44-54
• 3.4.1 ADAMS參數(shù)化建模44-45
• 3.4.2 ADAMS參數(shù)化分析45-46
• 3.4.3 ADAMS優(yōu)化設(shè)計原理46-47
• 3.4.4 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器仿真實驗分析47-54
• 3.5 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器物理樣機(jī)實驗54-58
• 3.5.1 動平衡用實驗設(shè)備54-55
• 3.5.2 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器動平衡實驗55-58
• 3.6 纜線連接減振裝置設(shè)計及焊接實驗58-60
• 3.6.1 纜線連接減振裝置設(shè)計58-59
• 3.6.2 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器實物及焊接實驗59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-61
• 第4章 移動焊接機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析與直角轉(zhuǎn)彎軌跡規(guī)劃61-80
• 4.1 引言61
• 4.2 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)61-64
• 4.2.1 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)理論基礎(chǔ)61-64
• 4.2.2 機(jī)器人D-H變換64
• 4.3 移動焊接機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模64-70
• 4.3.1 移動焊接機(jī)器人偏差分析64-67
• 4.3.2 移動焊接機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析67-70
• 4.4 移動焊接機(jī)器人直角轉(zhuǎn)彎運(yùn)動學(xué)規(guī)劃70-79
• 4.4.1 移動焊接機(jī)器人在直角轉(zhuǎn)角處轉(zhuǎn)彎形式70-73
• 4.4.2 移動焊接機(jī)器人直角轉(zhuǎn)彎分析與規(guī)劃73-79
• 4.5 本章小結(jié)79-80
• 第5章 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人虛擬樣機(jī)分析與系統(tǒng)建立80-91
• 5.1 引言80
• 5.2 基于ADAMS的直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人仿真分析80-87
• 5.2.1 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人虛擬樣機(jī)建立80-82
• 5.2.2 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人仿真分析82-87
• 5.3 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人系統(tǒng)建立87-90
• 5.3.1 直角轉(zhuǎn)彎移動焊接機(jī)器人原理樣機(jī)87
• 5.3.2 焊縫跟蹤實驗與焊接現(xiàn)場應(yīng)用情況87-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 第6章 結(jié)論與展望91-93
• 6.1 結(jié)論91
• 6.2 展望91-93
• 致謝93-94
• 參考文獻(xiàn)94-99
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果99

【相似文獻(xiàn)】

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