船用結(jié)構(gòu)機(jī)器人曲面切割技術(shù)研究.pdf

1、本文重點調(diào)研了國內(nèi)外船用管相交90°時馬鞍形曲面結(jié)構(gòu)的切割現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)我國的大部分船廠仍然采用傳統(tǒng)手工氧乙炔切割和馬鞍形曲線的切割專機(jī)來進(jìn)行切割作業(yè)。這兩種馬鞍形切割作業(yè)技術(shù)都有著自身局限性。采用人工馬鞍形切割，無法保證切割曲線的連貫性和精確性，且切割質(zhì)量的好壞與操作人員的經(jīng)驗、身體狀態(tài)有著直接的聯(lián)系。而市場上專用的馬鞍形切割專機(jī)，大都可以切出精確的馬鞍形軌跡，但是對于坡口的處理卻不是很令人滿意，只能夠進(jìn)行常規(guī)定角度坡口的切割作業(yè)，無法滿

2、足變坡口切割的技術(shù)要求。依據(jù)這一現(xiàn)狀，設(shè)計出一套適應(yīng)于離線編程系統(tǒng)的船用管機(jī)器人馬鞍形切割系統(tǒng)。
　　鑒于現(xiàn)有K UK A機(jī)器人硬件配套設(shè)備的局限性，設(shè)計加工了一個單軸旋轉(zhuǎn)的變位機(jī)系統(tǒng)，擴(kuò)大了整個機(jī)器人馬鞍形切割系統(tǒng)的適用范圍。機(jī)器人馬鞍形的切割作業(yè)模式主要有三種。機(jī)器人本體單獨完成主管馬鞍形的切割作業(yè)；機(jī)器人和變位機(jī)協(xié)同工作完成主管馬鞍形的切割作業(yè)；機(jī)器人與變位機(jī)同步完成支管馬鞍形的切割作業(yè)。
　　運用SolidWorks

3、三維繪圖軟件進(jìn)行整個系統(tǒng)的實體建模工作，使用CAD軟件繪制主支管正交時的相貫線圖形，研究相貫線的具體的特征，從而進(jìn)行馬鞍形數(shù)學(xué)工式和坡口修正角度計算公式的推導(dǎo)。使用VB高級編程語言進(jìn)行K UK A機(jī)器人離線編程程序的開發(fā)。窗口界面包含了主支管外徑、厚度、切割速度和軌跡精度等參考量，還設(shè)計了不同的導(dǎo)出模式，滿足用戶的實際需求。
　　通過MATLAB軟件對計算出的馬鞍形軌跡參考點進(jìn)行模擬仿真和實體仿真試驗，驗證了整個切割程序的精確性和

4、可行性。通過進(jìn)行大量的切割工藝試驗發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氧氣工作壓力0.6MPa，乙炔工作壓力0.046-0.05MPa，割炬距離工件高度6mm，切割速度0.48-0.72m/min時，主管馬鞍形的切割軌跡準(zhǔn)確、切口整齊美觀，滿足相關(guān)技術(shù)要求；當(dāng)氧氣工作壓力0.6MPa，乙炔工作壓力0.045MPa，割炬距離工件高度5 mm，切割速度1.08-1.32m/min時，可以獲得成形良好的支管馬鞍形切割坡口，同樣也可以滿足生產(chǎn)要求。
　　通過對已切割