鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)自動(dòng)裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、目前各種新型鋼結(jié)構(gòu)建筑和設(shè)施層出不窮,隨著審美觀念的提高,新設(shè)計(jì)理念和方法的運(yùn)用、以及計(jì)算機(jī)軟硬件的更新使鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形狀日益復(fù)雜,鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)變得越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)節(jié)點(diǎn)的裝配精度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等要求也越來(lái)越高,傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)加工與裝配方法已越來(lái)越不適應(yīng)這些要求。因此,有必要從工程實(shí)際出發(fā),運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念與手段探索新的節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)方式,直至研制新的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)裝配系統(tǒng)。
　　本文主要以某工程項(xiàng)目中的空間鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,以提高節(jié)點(diǎn)裝配精度、節(jié)省資

2、源、降低能耗為目的,開(kāi)發(fā)一套鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)自動(dòng)裝配系統(tǒng)的過(guò)程。
　　首先綜述了國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀及其裝配技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。以某工程項(xiàng)目中的空間鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)為例,分析該節(jié)點(diǎn)的構(gòu)形特點(diǎn),并結(jié)合實(shí)際工程需求,確定了鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)自動(dòng)裝配系統(tǒng)的總體方案和技術(shù)指標(biāo),提出了用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段從機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制算法、控制系統(tǒng)硬件和軟件四個(gè)方面進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的要求。
　　其次,從自動(dòng)裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能需求出發(fā),建立算法數(shù)學(xué)模型,依據(jù)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

3、的自由度特征和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,轉(zhuǎn)化為用矩陣運(yùn)算的數(shù)學(xué)表達(dá)公式,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)解算和驗(yàn)證。其中,在節(jié)點(diǎn)工位的位姿變化算法中,數(shù)學(xué)模型的建立是基于實(shí)際運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械參數(shù)和節(jié)點(diǎn)模型的特征數(shù)據(jù)。根據(jù)具體使用工況,提出了控制系統(tǒng)的總體方案,確定了PLC控制器、文本顯示器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及電氣控制柜等硬件部分的選型和設(shè)計(jì),制作了控制柜。在控制系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中,主要通過(guò)分解系統(tǒng)的功能流程,對(duì)PLC的脈沖寄存器賦值、原點(diǎn)設(shè)定、電機(jī)啟動(dòng)到工作位置、電機(jī)

4、暫停、電機(jī)從工作位置返回至原點(diǎn)進(jìn)行具體模塊化分析和設(shè)計(jì),并對(duì)文本顯示器進(jìn)行程序設(shè)計(jì),完成了軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
　　論文最后闡述了自動(dòng)裝配機(jī)樣機(jī)裝調(diào)及系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)調(diào)情況,制定了自動(dòng)裝配精度試驗(yàn)方案;對(duì)裝配系統(tǒng)進(jìn)行了精度測(cè)量試驗(yàn),將實(shí)際裝配節(jié)點(diǎn)與三維模型節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行多組相關(guān)參數(shù)的對(duì)比,分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果顯示了該自動(dòng)裝配系統(tǒng)具有較理想的裝配精度。此外,作者對(duì)節(jié)點(diǎn)裝配出現(xiàn)誤差的可能性進(jìn)行分析,對(duì)后續(xù)研究工作進(jìn)行了展望。本文成果將大大促進(jìn)空