空間鋼結構復雜相貫線機器人切割關鍵技術研究.pdf

1、本文密切結合TriVariant-B新型5自由度混聯(lián)機器人的空間鋼結構復雜相貫線切割實際應用,系統(tǒng)地研究了該機器人對空間鋼管相貫形成的復雜相貫線的切割關鍵技術,運用數(shù)學原理推導了空間復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雜相貫線數(shù)學模型,考慮坡口角和實際切割方向對切割過程進行軌跡規(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用做出總結。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雜相貫線立體模型,建立空間坐標系,利用三維空間齊次坐標變換中的平移和旋轉變換,推導出圓柱空心鋼管在相同坐標系下的方程,鋼管方程聯(lián)立求解出復雜相貫線的數(shù)學模型。利用同樣方法求解實際存在不圓度鋼管的相貫線數(shù)學模型,為切割軌跡規(guī)劃和軟件仿真奠定基礎。
　　?基于復雜相貫線的空間數(shù)學模型,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)學模型推導出相貫線的相關數(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)控切割過程準確無誤,通過在Pro/E軟件中導出相貫線切割加工的NC代碼,導入到Vericut軟件中對空間多個鋼管相貫形成的復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)加工做好準備。
　　?通過實驗,對此課題的空間鋼結構復雜相貫線切割機器人的實際工程應用做出總結,得出結論并對課題的進一步發(fā)展作出展望