大口徑金屬螺旋管內(nèi)壁焊縫自動(dòng)跟蹤打磨機(jī)器人的研制.pdf

1、隨著國(guó)家發(fā)展資源整合戰(zhàn)略性布局的持續(xù)推進(jìn)，管路運(yùn)輸業(yè)對(duì)大口徑螺旋管的需求量明顯增加。為便于大口徑金屬螺旋管內(nèi)壁噴涂處理，提高內(nèi)壁表面質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命，需要對(duì)焊接后的管道內(nèi)壁焊縫進(jìn)行打磨。目前國(guó)內(nèi)制管行業(yè)范圍內(nèi)通常使用人工手持角磨機(jī)作業(yè)，不但效率低下且不能保證打磨精度，并且嚴(yán)重危害工人身體健康。國(guó)外相關(guān)設(shè)備屬于受限進(jìn)口的特殊管道機(jī)器人，采購難度大，性價(jià)比太低而不宜采用。為此，根據(jù)相關(guān)企業(yè)要求，開發(fā)并設(shè)計(jì)一種用于大口徑金屬螺旋管內(nèi)壁焊縫

2、自動(dòng)跟蹤打磨的管道機(jī)器人，對(duì)提高螺旋管內(nèi)壁焊縫打磨質(zhì)量和作業(yè)效率、保障打磨工序一線操作工的身心健康和降低人力成本等具有重要意義和深遠(yuǎn)影響。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）簡(jiǎn)要介紹了大口徑螺旋管的應(yīng)用背景以及國(guó)內(nèi)外管道內(nèi)作業(yè)特種機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，闡述了本文的研究?jī)?nèi)容和方法；
　?。?）分析大口徑螺旋管內(nèi)壁焊縫分布形態(tài)情況和焊縫打磨技術(shù)要求,提出和設(shè)計(jì)了分段作業(yè)的“拼接式”打磨工藝；
　?。?）開展了管道機(jī)

3、器人的總體設(shè)計(jì)和造型，其中包括：機(jī)器人主體支撐裝置、三軸回轉(zhuǎn)作業(yè)裝置、打磨進(jìn)給裝置和智能檢測(cè)模塊。完成了支撐機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并對(duì)重要電氣元部件選型校核；
　?。?）設(shè)計(jì)了管道機(jī)器人打磨控制系統(tǒng)，包括了焊縫自動(dòng)跟蹤子系統(tǒng)、恒力打磨控制子系統(tǒng)、多工位分段作業(yè)的“二次接刀”控制子系統(tǒng)。
　?。?）利用SolidWorks/Simulation模塊對(duì)管道機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析，得到了關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)件在載荷作用下