海洋導(dǎo)管平臺移動式焊接機(jī)器人離線編程技術(shù)研究.pdf

1、海洋油氣資源的開發(fā)離不開石油平臺的建造，為解決石油平臺建造工程海洋油氣資源的開發(fā)離不開石油平臺的建造，為解決石油平臺建造工程中樁管相貫線空間焊縫的自動焊接難題，本文提出一個軌道式七自由度移動焊接機(jī)器人構(gòu)想達(dá)到完成管道焊接的目的。并借助焊接機(jī)器人離線編程仿真技術(shù)，討論了軌道式移動焊接機(jī)器人方案的可行性。
　　 在三維繪圖軟件SolidWorks的API環(huán)境下進(jìn)行了二次開發(fā)，編制了焊接機(jī)器人離線編程軟件各功能模塊的相關(guān)程序。提取三維

2、工件模型焊接路徑曲線的igs數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接路徑點(diǎn)的計算，根據(jù)工件模型的實(shí)際情況判斷焊槍指向方向，以達(dá)到焊槍坐標(biāo)系自動規(guī)劃的目的。采用幾何法討論了關(guān)節(jié)機(jī)器人的逆運(yùn)動學(xué)運(yùn)算問題。提出將復(fù)雜空間幾何體進(jìn)行簡化，并利用簡化數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器人碰撞檢測的研究。利用以上仿真模塊，進(jìn)行了固定式焊接機(jī)器人和變位機(jī)協(xié)調(diào)工作的研究。
　　 綜合軌道小車機(jī)器人結(jié)構(gòu)與六自由度焊接機(jī)械臂的優(yōu)點(diǎn)，將軌道小車結(jié)構(gòu)作為管道焊接機(jī)器人的第一自由度。此機(jī)器人不但可以圍繞管

3、道作圓周移動；還可以借助六自由度機(jī)械臂的靈活性在保證焊槍焊接姿態(tài)的前提下，實(shí)現(xiàn)空間靈活避障。
　　 將收斂算法的思想和蒙特卡羅隨機(jī)事件思想結(jié)合，采取路徑點(diǎn)標(biāo)定策略，提出適合固定機(jī)器人焊接作業(yè)的蒙特卡羅工件標(biāo)定法。在此基礎(chǔ)上提出了軌道式移動機(jī)器人焊接工程中的工件標(biāo)定方法，將工件坐標(biāo)系與世界系重合，軌道機(jī)器人通過示教工件上已知焊接路徑特征點(diǎn)，確定機(jī)器人第一坐標(biāo)系與世界系的相對位置關(guān)系。然后應(yīng)用蒙特卡羅算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和樁管之間位置關(guān)系