大口徑金屬螺旋管內壁焊縫自動跟蹤打磨機器人的研制.pdf

1、隨著國家發(fā)展資源整合戰(zhàn)略性布局的持續(xù)推進，管路運輸業(yè)對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壁噴涂處理，提高內壁表面質量，延長其使用壽命，需要對焊接后的管道內壁焊縫進行打磨。目前國內制管行業(yè)范圍內通常使用人工手持角磨機作業(yè)，不但效率低下且不能保證打磨精度，并且嚴重危害工人身體健康。國外相關設備屬于受限進口的特殊管道機器人，采購難度大，性價比太低而不宜采用。為此，根據相關企業(yè)要求，開發(fā)并設計一種用于大口徑金屬螺旋管內壁焊縫

2、自動跟蹤打磨的管道機器人，對提高螺旋管內壁焊縫打磨質量和作業(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影響。
　　本文的主要研究內容如下：
　?。?）簡要介紹了大口徑螺旋管的應用背景以及國內外管道內作業(yè)特種機器人的研究現狀，闡述了本文的研究內容和方法；
　?。?）分析大口徑螺旋管內壁焊縫分布形態(tài)情況和焊縫打磨技術要求,提出和設計了分段作業(yè)的“拼接式”打磨工藝；
　?。?）開展了管道機

3、器人的總體設計和造型，其中包括：機器人主體支撐裝置、三軸回轉作業(yè)裝置、打磨進給裝置和智能檢測模塊。完成了支撐機構和驅動傳動機構的詳細設計，并對重要電氣元部件選型校核；
　　（4）設計了管道機器人打磨控制系統，包括了焊縫自動跟蹤子系統、恒力打磨控制子系統、多工位分段作業(yè)的“二次接刀”控制子系統。
　?。?）利用SolidWorks/Simulation模塊對管道機器人的機械機構進行了有限元分析，得到了關鍵受力結構件在載荷作用下