鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)機(jī)器人相貫線數(shù)字化切割技術(shù)研究.pdf

1、本文密切結(jié)合大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的數(shù)字化制造需求,在教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目“空間復(fù)雜相貫線五自由度混聯(lián)機(jī)器人數(shù)字化切割方法”的資助下,研究鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)機(jī)器人相貫線數(shù)字化切割技術(shù),開發(fā)相貫線切割軌跡生成和校驗(yàn)軟件。在提出鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字化切割工藝流程的基礎(chǔ)上,研究基于CAD軟件的數(shù)據(jù)自動(dòng)提取算法、鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)數(shù)學(xué)建模方法、相貫線切割軌跡生成算法等內(nèi)容,通過計(jì)算機(jī)仿真和工程應(yīng)用,驗(yàn)證提出方法的有效性。全文取得成果如下:
　　(1)提出一套基于機(jī)器人的鋼

2、結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)數(shù)字化制造工藝流程,包括鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型、節(jié)點(diǎn)特征數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和校驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)構(gòu)件相貫線建模與軌跡生成、相貫線機(jī)器人切割和整體結(jié)構(gòu)焊裝,為復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)字化制造提供技術(shù)支持。
　　(2)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)模信息的自動(dòng)采集、融合分析和校驗(yàn)方面,借助AutoCAD和SolidWorks軟件二次開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)特征數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取、處理、分類和校驗(yàn)。通過定義一般鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)特征數(shù)據(jù)格式,規(guī)格化輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件,為鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字模型校

3、驗(yàn)和加工制造建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口。
　　(3)提出兩種鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相貫線的建模方法。其一,應(yīng)用解析法建立常見規(guī)則相貫節(jié)點(diǎn)相貫線的數(shù)學(xué)模型,并提出以支管母線運(yùn)動(dòng)方法構(gòu)造復(fù)雜相貫曲線切割軌跡的實(shí)時(shí)求解算法。其二,應(yīng)用鋼構(gòu)三維數(shù)模建立復(fù)雜截面相貫節(jié)點(diǎn)模型,借助軟件的二次開發(fā)技術(shù)從幾何模型中直接分析和提取節(jié)點(diǎn)相貫線軌跡,依據(jù)坡口角切割標(biāo)準(zhǔn)生成機(jī)器人操作空間切割軌跡。
　　應(yīng)用上述研究成果,為TriVariant-B混聯(lián)機(jī)器人開發(fā)相貫線