基于弧焊机器人的金属表面堆焊制字工艺及离线编程研究

发布时间：2024-05-28 02:41

　　本文基于机器人离线编程进行了金属表面堆焊制字工艺和增材制造研究。由于传统手工焊接存在生产效率低、焊缝成形差等缺点,将机器人离线编程技术应用在船舶舾装件制造企业,不仅可最大程度发挥机器人在复杂加工路径方面的优势,同时也能够极大地提高生产效率。基于KUKA KR16机器人与Fronius TPS5000数字化焊接电源,搭建焊接机器人系统。试验材料选用10mm厚Q235B钢板、80%Ar+20%CO₂混合保护气和实心焊丝E R50-6。为了获取成形较为美观的空心字形焊缝,堆焊制字试验前进行了平板堆焊工艺试验,经对比分析,拟采用:送丝速度2.4m·min^-1、焊接速度0.4m·min^-1的工艺参数组合作为实际焊字试验的工艺规范。基于通用版机器人离线编程软件Robotmaster进行平面焊字试验。结果表明:相较于传统手工堆焊刻字,采用机器人离线编程,无论在字形焊缝质量,还是生产效率都得到了明显提高,同时劳动力成本大大降低。基于C++程序语言二次开发了机器人离线编程平面堆焊制字专用软件。通过开发MFC人机界面,输入待焊字符相关参数,...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 机器人在线示教与离线编程
    1.3 弧焊机器人增材制造的发展与应用
    1.4 机器人离线编程发展现状
        1.4.1 国外机器人离线编程现状
        1.4.2 国内机器人离线编程现状
    1.5 本课题的主要研究内容与研究工作
第2章 试验材料、设备及开发环境
    2.1 焊接材料
    2.2 焊接机器人系统
        2.2.1 机器人系统
        2.2.2 焊接系统
    2.3 机器人坐标系
    2.4 离线编程系统二次开发
        2.4.1 编程语言与编程环境的选择
        2.4.2 开发平台的选择
第3章 基于离线编程软件Robotmaster堆焊制字研究
    3.1 Robotmaster离线编程系统
    3.2 堆焊工艺试验
    3.3 数模导入
        3.2.1 零件数模
        3.2.2 变位机数模
    3.4 工艺路径规划及模拟仿真
    3.5 机器人实际场景焊接
    3.6 本章小结
第4章 基于C++二次开发弧焊机器人离线编程系统
    4.1 系统总体框架
        4.1.1 设计思路
        4.1.2 坐标系标定
        4.1.3 变量声明
    4.2 矢量字库信息提取
        4.2.1 矢量字库
        4.2.2 字符图形、坐标数据获取
    4.3 人机界面设计
        4.3.1 MFC
        4.3.2 字形轨迹生成
    4.4 生成Src和 Dat程序文件
        4.4.1 Dat文件生成
        4.4.2 Src文件生成
        4.4.3 程序文件写入
    4.5 实际堆焊制字试验
    4.6 自主开发软件与通用软件Robotmaster比较
    4.7 本章小结
第5章 基于UG二次开发弧焊机器人空间轨迹提取离线编程系统
    5.1 开发系统环境及二次开发工具
        5.1.1 开发环境的选择
        5.1.2 UG二次开发工具的选择
        5.1.3 宏的应用
        5.1.4 UG对象类型与操作
        5.1.5 系统总体框架流程设计
    5.2 在VS平台上开发UG应用程序
        5.2.1 VS环境配置
        5.2.2 创建用户工具栏
    5.3 UG圆柱曲面字形轨迹数据提取
        5.3.1 Block UI界面设计
        5.3.2 坐标系标定及函数实现
        5.3.3 圆柱曲面刻字模型导入
        5.3.4 曲面字形轨迹的信息获取
    5.4 离线编程系统语言与机器人语言的转换
    5.5 数据验证
    5.6 本章小结
第6章 弧焊机器人离线编程增材制造工艺试验
    6.1 不同增材方向3D打印试验
        6.1.1 单向3D打印堆焊试验
        6.1.2 往复3D打印堆焊试验
    6.2 薄壁圆筒增材制造试验
    6.3 成形零件显微硬度测试
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
详细摘要



本文编号：3983377