基于ABB RobotWare的闸板堆焊路径规划及RobotStudio仿真优化

发布时间：2021-05-25 16:24

　　闸阀仍是目前阀门行业应用最广泛的一种阀门,闸板作为闸阀的启闭件,其密封性能直接决定了闸阀的使用寿命。闸板磨损较为迅速,实际应用中都是在闸板表面堆焊一层耐磨金属,即增加了闸板的耐磨性,也使得磨损后的闸板装卸以再次堆焊较为方便,节省了大量的时间,增加了经济效益,延长了闸阀的使用寿命。目前国内阀门行业仍采用传统手工堆焊,操作人员工作环境恶劣、劳动强度大、生产效率比较低,而且对焊接工人的经验要求比较高。因此,为了提高阀门行业闸板堆焊的效率、提高闸板密封面的堆焊质量,研究焊接机器人对闸板密封面的堆焊路径规划,实现闸板密封面的自动化堆焊对国内阀门行业有重要意义。本文以浙江亚龙教育装备有限公司ABB1410型号机器人和某阀门企业提供的DN100楔式闸板为研究对象,结合传统手工堆焊工艺,研究机器人对密封面轨迹规划并完成堆焊任务,通过仿真软件将轨迹程序优化。具体研究内容如下:（1）研究闸板堆焊工艺,根据闸板结构类型,确定本文中DN100型号闸板密封面的堆焊宽度与厚度,为机器人堆焊路径规划提供工艺参数。（2）研究ABB1410机器人焊接设备工艺指标及软件编程实现方法。（3）研究ABB1410轨迹规划算法,... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题的研究背景及意义
        1.2.1 闸板的作用及密封面堆焊工艺
        1.2.2 阀门闸板堆焊加工现状
    1.3 闸板堆焊国内外研究现状综述
        1.3.1 国外堆焊轨迹规划与仿真优化研究现状
        1.3.2 国内堆焊轨迹规划与仿真优化研究现状
    1.4 课题主要研究内容
第2章 闸板结构与密封面堆焊工艺研究
    2.1 引言
        2.1.1 闸板的分类
    2.2 闸板密封面关键尺寸分析
        2.2.1 阀座的结构型式
        2.2.2 阀座密封面尺寸的确定
        2.2.3 闸板的结构型式
        2.2.4 闸板密封面尺寸的确定
    2.3 闸板堆焊厚度的研究
        2.3.1 堆焊方法分析
    2.4 机器人焊接工艺指标
    2.5 本章小结
第3章 ABB1410与焊接设备工艺参数研究
    3.1 ABB1410机器人介绍
    3.2 焊接机器人运动学分析
        3.2.1 机器人三维空间位姿描述
        3.2.2 机器人D-H模型建立
        3.2.3 六自由度串联机器人正运动学
        3.2.4 六自由度机器人逆运动学
    3.3 ABBIRB1410焊接机器人坐标系研究
        3.3.1 ABBIRB1410焊枪末端坐标系标定
        3.3.2 工件坐标系确定
    3.4 机器人焊接设备组成
        3.4.1 焊枪装置
        3.4.2 PLC控制柜
        3.4.3 PulseMIG-350焊机
        3.4.4 机器人控制器和示教器
    3.5 本章小结
第4章 IRB1410对闸板摆动焊接轨迹规划
    4.1 引言
    4.2 焊接机器人关节空间轨迹规划
        4.2.1 焊接机器人关节空间线性插值算法
        4.2.2 焊接机器人关节空间三次多项式插值算法
        4.2.3 焊接机器人关节空间五次多项式插值算法
    4.3 焊接机器人笛卡尔空间规划算法
        4.3.1 焊接机器人笛卡尔空间直线插补算法
        4.3.2 焊接机器人笛卡尔空间圆弧插补算法
    4.4 IRB1410对闸板摆动焊接轨迹的计算
        4.4.1 笛卡尔空间坐标系的建立
    4.5 密封面堆焊轨迹实现
        4.5.1 机器人堆焊速度的确定
    4.6 本章小结
第5章 RobotStudio仿真优化
    5.1 概述
    5.2 RobotStudio软件介绍
    5.3 仿真系统整体设计
    5.4 创建仿真系统
        5.4.1 建立模型及生成系统
        5.4.2 建立Smart组件
        5.4.3 I/O信号的创建与连接
        5.4.4 编写RAPID程序
    5.5 焊接仿真系统调试与试验验证
    5.6 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]浙江:温州原产地证书助温州企业畅行“一带一路”[J].   中国质量与标准导报. 2017(10)
[2]我国焊接机器人应用现状与技术发展趋势[J]. 霍厚志,张号,杜启恒,黄胜利,仇一晨.  焊管. 2017(02)
[3]工业机器人在冲压自动化生产线中的应用分析[J]. 陈英.  自动化与仪器仪表. 2016(10)
[4]堆焊技术在国内石化、冶金行业机械设备维修中的应用[J]. 王喜川.  高考(综合版). 2016(01)
[5]基于OpenGL和MFC的机器人运动控制及标定[J]. 喻敏,李成刚,李富中,王正军,马越民.  机械设计与制造工程. 2015(01)
[6]面向工程机械再制造的表面工程技术及其应用[J]. 彭广,岳文辉,胡志远.  装备制造技术. 2014(07)
[7]6R机器人正运动学分析方法研究[J]. 郑红梅,邬亚兰.  机械设计与制造. 2014(03)
[8]闸阀闸板结构分析[J]. 李栋,杨佳栋,陈锦.  阀门. 2014(01)
[9]我国堆焊技术的发展及展望[J]. 任艳艳,张国赏,魏世忠,徐流杰.  焊接技术. 2012(06)
[10]中国焊接制造领域学科发展研究[J]. 李晓延,武传松,李午申.  机械工程学报. 2012(06)

博士论文
[1]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
[2]阀门气体内漏的声学特性及量化检测技术研究[D]. 张颖.大庆石油学院 2007

硕士论文
[1]6kg工业机器人路径规划及运动仿真研究[D]. 张文强.合肥工业大学 2017
[2]基于OpenGL结合VRML的六自由度机械臂模拟仿真[D]. 赵冶.合肥工业大学 2017
[3]多关节机器人运动学与轨迹规划及仿真研究[D]. 姜立.吉林大学 2016
[4]焊接路径的视觉识别与机器人轨迹规划[D]. 林明盛.广东工业大学 2016
[5]阀门焊接机械手的机构及控制方案设计[D]. 孙峰磊.上海工程技术大学 2016
[6]焊接机器人运动路径优化仿真分析[D]. 沈迪超.长春理工大学 2015
[7]基于MATLAB的四自由度工业机械手运动控制研究[D]. 丁香.长安大学 2014
[8]6R焊接机器人的轨迹规划与仿真研究[D]. 邬亚兰.合肥工业大学 2014
[9]工业机器人轨迹规划算法的研究与实现[D]. 高岩.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2014
[10]基于最优力矩的四自由度机械臂轨迹规划[D]. 张建军.大连理工大学 2012



本文编号：3205648