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船舶大型结构件机器人焊接关键技术研究

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  • 更新日期:2013-01-10 17:00
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详细介绍
       本文针对国内船厂船舶格子间结构生产过程中的生产效率低、焊接质量差、生产环境差的现状,以及人为因素影响大、生产工人劳动强度高、变形复杂等问题提出采用焊接机器人进行格子间的焊接。机器人焊接要求零件结构简单、装配精度高,生产规模为批量化生产,平位置焊位的焊接等,而船舶格子间结构结构复杂、装配精度低单件生产,包含立角焊位。需要通过研究机器人的焊接工艺,通过模拟仿真等验证机器人焊接格子间结构的可行性。
       研究不带漆且无间隙的T型接头平角焊与立角焊的机器人焊接工艺,进而对带漆带间隙角焊缝焊接工艺进行研究,通过改变电流电压和焊枪摆动轨迹,气体流量等参数,根据焊接工艺要求优化制定了机器人平角焊、立角焊在焊件表面有漆且间隙不同情况下的工艺参数;在间隙较大情况下,通过采用立角焊多层多道技术,进一步完善了机器人焊接工艺。
       应用Kuka Sim Pro软件,建立工件、三维滑轨、机器人模型,开展机器人焊接工作站系统的仿真试验研究,以验证焊枪的可达性以及机器人工作站方案的可行性。采用基于Kuka Sim Pro的编程技术,将机器人运动学应用于仿真系统对焊接机器人的控制,得出机器人焊接的最佳路径。
       本文根据格子间结构的特点设计模拟件,采用机器人工作站对其进行焊接,通过机器人控制系统的位置传感技术,用机器人焊枪来寻找焊缝起始位置,降低了格子间结构在工作台上的放置要求;利用机器人控制的电弧跟踪技术,真正做到了在焊接过程中的实时反馈焊缝变化、实时修正焊枪位置,解决了格子间结构装配有误差,焊接过程有变形的问题。通过对格子间结构机器人示教,验证了机器人在格子间内部的可达性,根据船舶焊接工艺,制定了焊接顺序。完成了对格子间结构模拟件的焊接,验证了机器人工作站应用于格子间结构实际生产的可行性。
      采用机器人焊接工艺与原有手工焊接工艺相比,焊缝成型美观,焊接质量稳定,同时大大提高了劳动生产率,具有极大的社会和经济效益。

关键词:格子间结构;机器人焊接;焊接工艺;多层多道焊
 
 
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