【摘 要】
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随着机器人技术在制造业中运用的不断深化,与其配套的离线编程系统正朝着智能化、专用化、参数化方向发展。本文针对企业的具体需求,研究了用于内腔零件堆焊和压力容器切割的
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随着机器人技术在制造业中运用的不断深化,与其配套的离线编程系统正朝着智能化、专用化、参数化方向发展。本文针对企业的具体需求,研究了用于内腔零件堆焊和压力容器切割的机器人离线编程系统的关键技术。
本研究基于刚体运动学理论,考虑焊枪在空间的位置、姿态的描述方法,对堆焊时焊枪的位姿描述算法进行了深入研究,实现了堆焊焊枪位姿的设定。结合堆焊轨迹特点和工件几何信息,进行了堆焊路径及工艺过程规划,生成了机器人可直接识别的焊接文件,实现了内腔零件堆焊参数化离线编程。考虑到输出程序的通用性,提供了KUKA、REIS等多种机器人的程序编辑模块。在对现有堆焊工艺系统的调研基础上,构建了简易实用的堆焊工艺数据库。研究压力容器切割离线编程系统时,根据空间解析几何原理,对压力容器简体、封头上开孔以及与其对接圆管的变坡口切割问题进行数学建模,利用L型变位机解决了机器人切割过程中的限位问题。论文对切割工艺特点进行研究,分析了多种加工参数对机器人切割质量的影响,为切割工艺参数的选择提供了依据。对比离线编程仿真单元中工件模型与实际单元中真实工件的位置误差,给出了实际情况下,工件坐标系的三点标定法以及工具坐标系的五点位置快速标定方法,并对标定误差进行了分析。在对REIS RV30-16机器人进行运动学仿真研究的基础上,利用齐次变换矩阵建立了机器人的正运动学模型,并推导出其相应的逆运动学算法,通过在Solidworks中进行运动仿真,验证了算法的正确性。通过阀门堆焊和圆管切割等工程实例对本文的研究内容进行了验证,证明了本机器人离线编程系统的实用性。
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