發(fā)布時間：2017-07-30 01:15

  本文關(guān)鍵詞：管樁端板多工位機器人自動化焊接系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：管樁端板是預(yù)應(yīng)力水泥管道的主要零件,需求量巨大。目前主要采用連續(xù)軋制、卷曲螺旋成型、切割分片的高效方式生產(chǎn)管樁端板,管樁端板切口的焊接任務(wù)非常繁重。此外由于型號眾多,焊接過程還要面臨端板重量較大、焊縫寬度不均勻和位置不確定等問題。為了提高管樁端板的焊接質(zhì)量和效率,有必要開發(fā)管樁端板機器人自動化焊接系統(tǒng)。本文主要集成機器人自動焊接技術(shù)及計算機視覺焊縫識別技術(shù),采用一個上料機器人、兩個供料機器人和兩個焊接機器人,設(shè)計了“管樁端板多工位機器人自動焊接系統(tǒng)”以滿足各種管樁端板切口焊接的需要。首先,根據(jù)管樁端板自動化焊接需求,設(shè)計了機器人自動化焊接系統(tǒng)的工藝流程和總體布局方案。然后,根據(jù)總體方案,進行了自動化焊接系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計中,確定了采用以PLC為控制中樞,通過Profibus-DP現(xiàn)場總線控制五個機器人和外圍輔助設(shè)備的總體系統(tǒng)架構(gòu),完成了電氣系統(tǒng)設(shè)計,進行了機器人、PLC、CCD工業(yè)相機和傳感器等主要硬件設(shè)備的選型,通過機器人正運動學(xué)對機器人系統(tǒng)進行標定。軟件設(shè)計中,利用西門子Flexible 2008軟件設(shè)計了系統(tǒng)的人機界面,通過Step7軟件編寫了S7-300 PLC的梯形圖程序,利用RAPID語言設(shè)計了上料機器人、供料機器人和焊接機器人的運行程序,借助Halcon軟件編寫了管樁端板焊縫的圖像處理程序,最后,利用ABB公司開發(fā)的Robotstudio軟件對整個系統(tǒng)進行了仿真,仿真結(jié)果表明機器人系統(tǒng)能夠正常運行。
【關(guān)鍵詞】：管樁端板 PLC 機器人 現(xiàn)場總線 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題的研究背景8-10
• 1.1.1 管樁端板產(chǎn)品及焊縫特點分析8-9
• 1.1.2 管樁端板焊接現(xiàn)狀及存在的問題9-10
• 1.2 焊接自動化的國內(nèi)外發(fā)展狀況10-12
• 1.3 本課題的研究目的和主要工作12-14
• 2 自動化焊接系統(tǒng)總體方案設(shè)計14-27
• 2.1 管樁端板自動化焊接需求分析14
• 2.2 自動化焊接系統(tǒng)工藝流程分析14-17
• 2.2.1 上料系統(tǒng)14-16
• 2.2.2 供料及焊接系統(tǒng)16-17
• 2.3 焊接系統(tǒng)總體方案設(shè)計17-26
• 2.3.1 方案設(shè)計考慮的因素17
• 2.3.2 機器人選型17-18
• 2.3.3 總體方案設(shè)計及布局分析18-24
• 2.3.4 焊接時間與生產(chǎn)節(jié)拍計算24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 自動化焊接系統(tǒng)硬件設(shè)計27-45
• 3.1 基于Profibus-DP的控制系統(tǒng)設(shè)計27-28
• 3.2 電氣系統(tǒng)設(shè)計28-30
• 3.3 機器人系統(tǒng)30-41
• 3.3.1 ABB機器人本體及控制系統(tǒng)30-34
• 3.3.2 D-H法剛體運動學(xué)及機器人正運動學(xué)求解34-40
• 3.3.3 機器人系統(tǒng)標定40-41
• 3.4 傳感器系統(tǒng)41-44
• 3.4.1 CCD傳感器41-42
• 3.4.2 電渦流傳感器42-43
• 3.4.3 激光位移傳感器43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 4 自動化焊接系統(tǒng)編程與仿真45-79
• 4.1 人機界面設(shè)計與實現(xiàn)45-48
• 4.2 PLC梯形圖程序設(shè)計48-59
• 4.2.1 PLC硬件組態(tài)48-49
• 4.2.2 PLC與ABB機器人通信的實現(xiàn)49-50
• 4.2.3 I/O信號設(shè)計50-52
• 4.2.4 PLC控制程序設(shè)計52-59
• 4.3 機器人系統(tǒng)程序設(shè)計59-68
• 4.3.1 RAPID語言60
• 4.3.2 機器人I\O單元和I\O信號配置60-62
• 4.3.3 上料機器人編程62-65
• 4.3.4 供料機器人編程65-66
• 4.3.5 焊接機器人編程66-68
• 4.4 基于halcon的焊縫圖像處理編程68-74
• 4.5 自動化焊接系統(tǒng)Robotstudio仿真74-78
• 4.5.1 創(chuàng)建虛擬機器人焊接系統(tǒng)74-77
• 4.5.2 焊接系統(tǒng)程序仿真驗證77-78
• 4.6 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-80
• 參考文獻80-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況82-83
• 致謝83-84

【參考文獻】

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本文編號：591906