船体标记字机器人焊接技术应用研究

发布时间：2020-06-10 04:30

【摘要】：近几年来,随着自动化技术以及智能化技术的不断普及,通过应用自动化技术和智能化技术来完成船舶的建造工作已成为当前船厂发展的主题。在船厂中,焊接工作大约占据了船舶整个建造过程40%的工作量。目前,我国船厂的焊接工作主要是通过手工焊进行焊接,在某些船厂可以在一些分段应用机器人进行焊接。当前船厂应用机器人进行焊接工作主要是对船体焊缝进行焊接,船体标记字的焊接几乎无人问津,因此本文提出了通过应用机器人离线编程来对标记字进行焊接的方法。本文介绍了当前智能化造船的背景以及当前机器人离线编程的现状。首先对当前船体标记进行了分类,通过应用KUKA机器人本身自带的程序,利用XYZ4点法和ABC世界坐标系法,完成了机器人焊枪坐标原点的标定以及焊枪姿态位姿的确定;利用辅助三点法完成了工件坐标系原点的确定。通过应用AutoCAD完成了船体标记字模型的搭建,在标记字模型全部搭建完成后,建立了船体标记字模型图形库。通过SolidWorks完成了机器人各轴模型搭建以及机器人焊接环境的搭建。在离线仿真软件Robot_OLP中,通过对标记字模型进行轨迹优化,以及标记字坐标,各焊接轴速度,标记字焊接参数,生成了离线编程程序。本课题采用的试验钢材为A级船用钢,保护气为80%Ar+20%CO_2,焊丝直径1.2mm的JQ.MG70S-6实心碳钢焊丝。焊接参数为焊接电压为16.2V,焊接电流为113A,送丝速度为5m/min。通过应用机器人进行标记字焊接试验表明:(1)提高焊接质量和效率机器人在焊接过程中运转比较稳定,在焊接过程中不会受到焊接疲劳以及天气因素的影响,因此受到外界条件的影响比较小,从而有力的保证了焊接质量的稳定性。通过应用机器人对标记字焊接,其焊接速度为人工的5~6倍,并且焊接轨迹美观,减少了返工等工序,大大节省了工作时间,提高了工作效率。(2)标记字坐标定位精确在应用人工进行标记字焊接时,标记字焊接位置定位方式比较粗糙,使得焊接位置不精确。通过应用离线编程进行标记字焊接,可以通过模型搭建精确确定标记字的位置,因此保证了焊接位置的准确性。(3)改善工作环境在船厂,由于焊接条件比较差,在焊接过程中可能会对焊接人员造成损伤,而通过采用机器人替换人工焊接,可以完成在恶劣条件下的焊接工作。这样可以大量减轻焊接人员的工作强度,焊接人员的健康也得到了保障。
【图文】：

江苏科技大学工程硕士学位论文船名标志通常采用 4mm或者 5mm的钢板割制而成，通过人工焊接将船名标志焊接在船体板上。（3）船籍港标志船籍港标志用于显示船舶归属的港口名称，船籍港名和IMO号通常设置于尾部船名下方。船籍港标志除字体较小外，其余要求与尾部船名标志相同。船籍港标志字母高度为 600mm，与IMO标志间距为 850mm，如图 2.1 所示。

图 2.2 顶推标志Fig.2.2 Push sign 船体结构标志（1）液舱及污水井标志为在船壳表面显示位于该处的液舱、污水舱、污水井、海底门等布置情况，表面设置分隔标志。该标志设在液舱、污水舱、污水井、海底门在船壳板上处，从而显示他们的轮廓，并注明该舱（井、门）的名称（如图 2.3 所示），如BW）、SWB6S（右舷第六边压载舱）。设在船体底部的液舱且有放水塞时，该液避开放水塞。标志采用 6mm的钢板割制而成，通过焊接固定在船壳板上，，并涂刷与船体漆比价明显的涂料。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U671.8

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本文编号：2705772