全方位移动焊接机器人设计与仿真

发布时间：2018-10-09 16:28

【摘要】：本文是在先进的工业自动化发展的背景下,结合了目前自动化技术的发展现状,尤其是工业机器人的发展历史和过程,运用了轮式机器人的特点,研制出一种全方位的移动焊接机器人。其主要是运用在船舶等具有大型钢结构件的自动化焊接作业中,极大的改善了焊接作业环境。首先我们结合实际生产焊接作业中的复杂环境分析了机器人的作业对象,以能够在复杂的环境下进行灵活的自动化焊接为目的,主要针对在各种矩形状焊缝中的各个直角的焊接,对机器人的机构进行了选型和设计。采用新型的小型化高速旋转电弧传感器来进行焊缝的跟踪,超声波等传感器对机器人姿态进行检测。然后运用机器人运动学理论对所设计的机器人进行了运动学理论分析,验证了其可行性,从理论上说明了机器人设计的合理性。之后运用ADAMS软件建立机器人的虚拟样机系统,验证了机器人的重量等参数并进行了运动学仿真分析,尤其是对直角运动过程以及模拟实际环境下的运动过程,进一步证实机器人的可行性。最后将机器人各个零部件进行了加工、安装和调试,并进行了实验的验证。其初始位姿定位良好,整个运动过程平稳,在原地转向过程中的位置保持非常优秀,基本维持不变,能够完成直角焊接运动,焊接结果良好。
[Abstract]:In this paper, under the background of advanced industrial automation development, combined with the current development of automation technology, especially the development history and process of industrial robots, the characteristics of wheeled robots are used. A kind of omnidirectional mobile welding robot is developed. It is mainly used in the automatic welding of large steel structure parts such as ships, which greatly improves the welding working environment. First of all, we analyze the robot's working object in the complex environment of the actual production welding, in order to be able to carry out the flexible automatic welding in the complex environment. The robot mechanism is selected and designed for the right-angle welding in various rectangular welds. A new miniaturized high speed rotating arc sensor is used to track the welding seam, and ultrasonic sensors are used to detect the attitude of the robot. Then the kinematics theory is used to analyze the kinematics of the designed robot, and the feasibility is verified, and the rationality of the robot design is explained theoretically. Then the virtual prototype system of the robot is established by using ADAMS software. The parameters such as the weight of the robot are verified and the kinematics simulation analysis is carried out, especially for the right-angle motion process and the simulation of the motion process in the actual environment. The feasibility of the robot is further confirmed. Finally, all parts of the robot are processed, installed and debugged, and verified by experiments. The initial position and pose position is good, the whole motion process is stable, the position in the in-situ steering process is very good, basically remains unchanged, can complete the right angle welding movement, the welding result is good.
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

【参考文献】

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9 马健;许德章;肖永强;;SCARA机器人结构设计与基于ADAMS的运动学仿真分析[J];蚌埠学院学报;2016年01期

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5 张健;工业机器人轨迹规划与仿真实验研究[D];浙江工业大学;2014年

6 吴恙;船舱狭窄空间自主移动焊接机器人的结构设计与实验研究[D];南昌大学;2013年

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8 邓勇军;越障全位置自主焊接机器人视觉传感系统研究[D];上海交通大学;2012年

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本文编号：2259995