當(dāng)前我國(guó)油氣管線網(wǎng)發(fā)展迅速,管線鋼的生產(chǎn)日趨成熟,然而生產(chǎn)中管端焊縫的磨削質(zhì)量依舊阻礙管線鋼焊管的高質(zhì)量生產(chǎn)。本文針對(duì)直縫埋弧焊管生產(chǎn)線中管端焊縫磨削生產(chǎn)中效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、危害工人健康等問題,設(shè)計(jì)了以無人化為目標(biāo)的管端焊縫修磨系統(tǒng),梳理了修磨系統(tǒng)工藝流程,進(jìn)而進(jìn)行了系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì),對(duì)機(jī)器人子系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。本文根據(jù)直縫埋弧焊管管端焊縫的修磨工況和修磨要求,詳細(xì)設(shè)計(jì)了三角形砂帶修磨頭,修磨頭主要由氣動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、張緊輪系統(tǒng)、接觸輪系統(tǒng)組成。在RobotStudio中搭建了磨削實(shí)際工況進(jìn)行了干涉仿真,使得修磨頭能夠較好地適應(yīng)各種規(guī)格鋼管焊縫的磨削。在修磨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以考察砂帶線速度、進(jìn)給量、進(jìn)給速度、砂帶粒度與考察磨削量、磨削力之間的關(guān)系為目的的焊縫砂帶修磨工藝試驗(yàn)方案,給出了單因子試驗(yàn)和多因子試驗(yàn)的具體方案,有助于后續(xù)試驗(yàn)的順利進(jìn)行。為保證修磨系統(tǒng)修磨精度,以修磨精度為考察標(biāo)準(zhǔn),對(duì)修磨頭進(jìn)行了靜力學(xué)仿真,驗(yàn)證了修磨頭具有足夠的剛度和強(qiáng)度,同時(shí)進(jìn)行了模態(tài)分析,對(duì)修磨頭電機(jī)工作頻率給出了進(jìn)一步建議。修磨頭工作時(shí)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速較高,對(duì)分析修磨頭動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行進(jìn)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

磨削工位現(xiàn)場(chǎng)布置圖

2.4 機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)器人系統(tǒng)作為動(dòng)作的執(zhí)行部分，主要包括機(jī)器人及其附件，以及地軌等，主要需要滿足載荷和工作空間的要求。 2.4.1 機(jī)器人型號(hào)選擇 采用 ABB 公司 IRB6700-200/2.60，負(fù)載 200kg，工作范圍 2.6m，電源電壓200-600V，50/60Hz，功耗：2.85kW，電纜 2.5-4m。機(jī)器人控制器選用 IRC5，IRC5是 ABB 第五代機(jī)器人控制器，機(jī)器人與控制柜的實(shí)物如圖 2-7 所示。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-18-表2-7ABB機(jī)器人對(duì)第七軸力和力矩要求方向機(jī)器人正常運(yùn)行負(fù)載機(jī)器人急停最大負(fù)載X，Y軸向力±7.4kN±19.8kNZ軸向力14.6±4.5kN14.6±15.7kNX，Y軸向力矩±21.kN·m±37.1kN·mZ軸向力矩±5.0kN·m±11.4kN·m圖2-8ABB機(jī)器人的力和力矩方向示意圖2.4.2機(jī)器人第七軸設(shè)計(jì)機(jī)器人應(yīng)安裝在第七軸之上，以拓寬機(jī)器人的工作范圍，滿足不同長(zhǎng)度鋼管的加工要求。機(jī)器人第七軸的控制亦屬于修磨系統(tǒng)集成的一部分，第七軸需要與機(jī)器人及旋轉(zhuǎn)輥托進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在工作中與機(jī)器人配合動(dòng)作，完成進(jìn)入工位、焊縫的檢測(cè)和修磨、退出工位等動(dòng)作。除上述要求外，機(jī)器人正常作業(yè)時(shí)，機(jī)器人第七軸應(yīng)提供充足的保持力，防止機(jī)器人底座的抖動(dòng)影響打磨精度；機(jī)器人第七軸應(yīng)滿足機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地到達(dá)預(yù)定位置；機(jī)器人第七軸應(yīng)具備防撞功能，防止機(jī)器人脫軌。機(jī)器人IRB6700質(zhì)量1170kg，底座尺寸1080×950mm，鋼管長(zhǎng)度為10.0～18.3m，取機(jī)器人第七軸活動(dòng)平臺(tái)寬度1m，機(jī)器人第七軸總長(zhǎng)7m，工作行程5m。機(jī)器人第七軸采用鑄鐵一體加工，深灰色烤漆，分2段拼接，選用臺(tái)灣上銀重載45直線導(dǎo)軌配合6個(gè)上銀45重載導(dǎo)軌滑塊，傳動(dòng)部分采用臺(tái)灣YYC齒輪齒條，可以滿足機(jī)器人靜載荷和工作扭矩的承載要求。工作現(xiàn)場(chǎng)粉塵嚴(yán)重，導(dǎo)軌配有防塵刮板。修磨頭氣缸與氣動(dòng)控制柜相距太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致氣體壓力衰減，使得氣體壓力控制

【參考文獻(xiàn)】：
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[8]復(fù)雜曲面高效磨削專用機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李震帥.東北大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3301152