空間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜相貫線機器人切割關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文密切結(jié)合TriVariant-B新型5自由度混聯(lián)機器人的空間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜相貫線切割實際應(yīng)用,系統(tǒng)地研究了該機器人對空間鋼管相貫形成的復(fù)雜相貫線的切割關(guān)鍵技術(shù),運用數(shù)學(xué)原理推導(dǎo)了空間復(fù)雜相貫線的表達公式,并且求解出實際生產(chǎn)中存在不圓度缺陷的鋼管相貫所形成的復(fù)雜相貫線數(shù)學(xué)模型,考慮坡口角和實際切割方向?qū)η懈钸^程進行軌跡規(guī)劃,運用SolidWorks軟件和Vericut仿真軟件對鋼管相貫線切割三維模型和切割過程進行了仿真和驗證,通過實驗,對

2、此相貫線切割機器人數(shù)控裝備的實際工程應(yīng)用做出總結(jié)。論文取得如下創(chuàng)造性成果:
　　?根據(jù)多個空間鋼管相貫形成的復(fù)雜相貫線立體模型,建立空間坐標(biāo)系,利用三維空間齊次坐標(biāo)變換中的平移和旋轉(zhuǎn)變換,推導(dǎo)出圓柱空心鋼管在相同坐標(biāo)系下的方程,鋼管方程聯(lián)立求解出復(fù)雜相貫線的數(shù)學(xué)模型。利用同樣方法求解實際存在不圓度鋼管的相貫線數(shù)學(xué)模型,為切割軌跡規(guī)劃和軟件仿真奠定基礎(chǔ)。
　　?基于復(fù)雜相貫線的空間數(shù)學(xué)模型,考慮坡口角、實際切割角和切割方向,通

3、過利用機器人運動學(xué)逆解,對機器人末端執(zhí)行器的切割過程進行軌跡規(guī)劃,并對末端在復(fù)雜相貫線相鄰段之間過渡時的位置和姿態(tài)進行處理,使過渡時執(zhí)行器運動平穩(wěn)、可靠而且節(jié)省時間。
　　?由數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出相貫線的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù),運用LabVIEW軟件編寫程序來驗證上述數(shù)學(xué)模型和軌跡規(guī)劃的正確性,在SolidWorks軟件中建立切割機器人和相貫鋼管的整體三維造型,通過動畫仿真來驗證相貫線數(shù)學(xué)模型和切割方案的可行性、有效性。
　　?由于大型鋼

4、管在實際中造價昂貴,所以需在切割之前確定整個數(shù)控切割過程準(zhǔn)確無誤,通過在Pro/E軟件中導(dǎo)出相貫線切割加工的NC代碼,導(dǎo)入到Vericut軟件中對空間多個鋼管相貫形成的復(fù)雜相貫線的切割過程進行模擬仿真,利用刀具模擬切割機器人,通過仿真驗證末端執(zhí)行切割運動的準(zhǔn)確性,最后對整個切割過程進行優(yōu)化,為實際生產(chǎn)加工做好準(zhǔn)備。
　　?通過實驗,對此課題的空間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜相貫線切割機器人的實際工程應(yīng)用做出總結(jié),得出結(jié)論并對課題的進一步發(fā)展作出展望