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曲板多电弧复合机器人焊接离线编程技术研究
| 论文题名： | 曲板多电弧复合机器人焊接离线编程技术研究 |
| 关键词： | 船舶曲面板;机器人焊接;离线编程;路径规划 |
| 摘要： | 船舶装备在建造过程中，其焊接结构超过70%，船板焊接工件厚度可达30mm，采用传统的人工多层多道焊接工艺，劳动强度大，作业效率低，焊接质量不稳定。机器人焊接技术具有高效自动化，焊接质量稳定，性能优异的特点，而且通过焊接工作头的特殊设计，可以实现船舶曲面中厚板对接单面焊双面一次成型的焊接效果，因此将会广泛地应用于造船工业中。机器人焊接技术的核心就是焊接路径的规划技术，其示教方式分为在线示教和离线示教。使用在线示教方式进行编程时，生产现场需要停机，且需要标定很多目标点，编程人员的经验以及细心程度直接影响编程质量，难以满足工业生产对高效率的追求。然而，采用机器人离线编程技术，可以减少停机时间，充分发挥焊接机器人的使用效率，进一步提高生产过程的自动化，缩短生产周期，提高焊接质量。 本文将ABB IRB4600六轴焊接机器人、乐驰弧焊机、保护气体以及自主设计的多枪多丝焊接工作头等设备组成能够实现船舶曲面板对接单面焊双面一次成型的机器人自动化高效焊接工作站，进行15-30mm中厚船板的焊接试验；利用专业三维造型软件SolidWorks对真实焊接工作站的关键组成部分进行三维建模，例如对多枪多丝焊接工作头水平及垂直方向的位移要求进行尺寸设计，使其满足焊接工艺的需要，并提出了曲面板焊接过程中工件与焊接工作头发生干涉碰撞问题的解决方案。又如在焊接路径的提取过程中，设计了辅助模型，帮助快速提取精准的路径曲线等等；使用专用型离线编程软件RobotStudio对实验室焊接工作站中关键部件的三维模型进行布局，在计算机软件中创建与实际尺寸比例为1:1的仿真工作站，为其加载电气系统，使焊接工作头模型成为具有电气特性的工具，配置工具坐标中心TCP和工件坐标等系统参数，并对焊接路径进行离线编程和虚拟仿真，验证了多电弧复合热源焊接装备在操作方面的可行性，并利用得到的离线程序指导真实工作站中的焊接试验；将焊缝跟踪系统引入机器人焊接工作站，利用激光视觉传感技术可以精准识别焊缝轨迹和尺寸，有效地提高机器人焊接的高效自动化程度。 |
| 作者： | 仲德平 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 祝美丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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