海上嵌岩钢管桩内卷边切割机器人的设计研究

海上风电桩在基础打桩过程中,容易造成钢管桩下端内卷边,这会增加下插的阻力,须将影响下钻的内卷边切除,提高风电桩插桩效率。现阶段内卷边的处理多是潜水员下水切割,处理过程较为繁琐,难以应对复杂的工况,且有一定的危险性。为解决以上问题,设计了一种用于海上嵌岩式钢管桩内卷边切除的切割机器人。通过对钢管桩内卷边切割现有的施工工艺和施工作业要求进行分析,总结了内卷边切割机器人所需满足的设计要求,提出了适用于切割钢管内卷边的多轴联动机器人系统;确定了总体方案,对内卷边切割机器人的力学性能进行分析,并进行具体结构设计。基于SPH-FEM耦合算法,对磨料水射流切割钢管壁过程进行研究,确定切割工艺参数,对射流反作用进行分析,并结合切割参数进行算例验证。理论分析以及仿真模拟验证表明,所设计的内卷边切割机器人符合施工要求,能改善海上嵌岩式钢管桩内卷边的精确切除问题,有助于完善海上风电桩基础施工工艺的完整性,可为后续内卷边处理技术的发展提供经验。

面向复杂曲面的激光切割机器人移动速度平滑控制

为了提高复杂曲面下激光切割机器人的移动速度控制精度和适应能力,提出了一种面向复杂曲面的激光切割机器人移动速度平滑控制方法。通过齐次变换矩阵和D-H运动学分析方法,组建激光切割机器人运动学模型,获取机器人对应方程的正反解。采用刀具路径插补和激光入射角调整规划方法控制激光聚焦点在复杂曲面上的切割运动。同时引入加减速滤波方法修正轨迹插补后速度曲线连续性较差的问题,最终实现激光切割机器人移动速度平滑控制。仿真实验结果表明,所提方法可以有效提升激光切割机器人移动速度平滑控制精度。

隧道维护切割机器人液压系统技术研究

为了解决隧道在运营中产生的病害和缺陷,本文研制了一种液压伺服控制的隧道维护切割机器人,可以维护隧道,提高隧道运营的安全性。通过使用AMESim和Simulink软件,本文建立了液压系统模型,并利用PID控制和模糊PID控制模型进行了联合仿真,以研究对液压缸的控制性能。经仿真发现,与基于PID控制的隧道维护切割机器人的液压系统相比,基于模糊PID控制的系统更能满足设计要求,尤其在遭遇随机的外部干扰时,模糊PID算法在参数调整方面表现更优,在系统稳定性、精度和时间方面均优于PID算法。

多传感器数据融合在切割机器人系统中的应用

为了对造船中所用型材变形进行在线检测 ,在高精度划线切割机器人系统中 ,建立了多传感器检测系统 ,引入基于小波变换和虚拟噪声自适应卡尔曼滤波的多分辨率最优多传感器数据融合方法 ,实现了对噪声统计量缺乏先验知识和模型参数不确切的多分辨率多传感器的数据融合 .实验结果表明 ,多传感器数据融合可以有效地实现变形型材的在线检测 。

椭球压力容器开孔切割机器人运动控制算法

针对椭球压力容器开孔和坡口切割问题,研制了一种专用的四自由度开孔切割机器人.介绍了切割机器人的机械结构及工作原理;利用空间解析几何原理建立了极坐标系下椭球壳体上开孔的相贯线数学模型;推导了坡口角度计算公式和变角度切割时四轴联动的控制算法;通过直线插补算法获得了机器人的理想运动轨迹;为克服切割机器人安装定位及壳体变形等误差因素,在理论计算的基础上,通过示教补偿对机器人的理论轨迹进行修正.结果表明,切割机器人实现了椭球开孔及坡口切割,切割质量满足工艺要求.

基于轨迹插补算法的切割机器人的研究

本文通过机器人控制指令系统RCX操纵机器人动作,利用轨迹插补算法自行研制一模拟切割机器人。该机器人能根据不同要求在空间绘制出直线或曲线轨迹,精度较高,可实际应用于生产过程。

可阵列式废旧连铸坯火焰切割机器人系统设计

针对钢厂炼钢过程中产生废坯需要人工切割的问题,研制一种可阵列式废旧连铸坯火焰切割机器人系统。火焰切割机器人主要包括直角坐标式切割机器人、火焰切割装置、连铸坯支架和PLC控制系统。通过上位机可以实现与多个PLC控制系统之间的通信从而建立多个火焰切割机器人阵列式使用的火焰切割机器人系统,用激光测距传感器测量出待切割连铸坯尺寸后,自动规划切割路径并完成切割。利用此火焰切割机器人可以代替人工,提高废坯切割的质量和效率。

型材划线切割机器人系统的控制与接口技术

本文介绍了一个新型的自动划线切割系统 :基于离线编程的型材划线切割机器人系统。系统主要特点 :模块化设计、充分利用计算机接口、离线编程在线控制、自动编排加工顺序、机器人函数的远程过程调用。该系统的成功研制 ,对工业机器人工作站的设计和研究具有实用的参考价值 .

多传感器在线检测在高精度划线切割机器人系统中的应用

高精度型材划线切割机器人系统是应造船领域的型材的划线和切割而开发研制的 ,多传感器数据融合是该系统的关键技术之一 .因为造船中所使用的型材几乎完全都是变形的 ,为了提高划线和切割精度 ,在该系统中 ,建立了多传感器在线检测系统 ,引入了并行扩展式卡尔曼滤波的多传感器数据融合方法实现非线性的多传感器数据融合 .实验结果显示 ,多传感器数据融合可以有效的实现变形型材的在线检测 ,提高系统的测试精度和可靠性 。

划线切割机器人系统中型材变形的检测与补偿

介绍了型材划线切割机器人系统的检测子系统及型钢变形的补偿问题。主要讨论了型钢在X Y平面内变形的检测和数据处理方法 ,使系统能根据型材变形数据 ,对划线、切割图形的位置自动进行要素补偿。另外为补偿型材在高度方向上变形 ,采用两种传感器系统进行检测 ,并进行离线和在线补偿 ,确保在加工过程中 ,等离子枪与工件距离始终保持一致 ,避免碰撞及保持均匀的弧压。此检测子系统的研制对需检测工件三维表面空间位置或变形的柔性生产线的设计 ,具有实用的参考价值。

基于GALIL控制卡的切割机器人软件实现

介绍了基于GALIL控制卡的四自由度切割机器人在VC++6.0环境下的软件实现过程。机器人切割系统采用多线程处理方式,通过自定义消息处理和控制界面交互以提高实时性,可以处理直线、圆弧、椭圆弧、多义线、样条曲线以及上述组合曲线的切割。由于机器人的第三轴可与选定的两轴的轨迹保持正切,特别适合玻璃切割等加工领域。

KUKA水切割机器人用户程序方案设计的研究

KUKA水切割机器人是专为有立体切割要求的工件而开发的,通过更换程序,即可完成不同形状零件的切割。其纯水切割可应用于汽车内饰件、无纺布业、食品加工业等,加砂切割可应用于陶瓷、玻璃、飞机制造业、机械加工业等。水切割机器人的用户程序方案设计及程序编制,是各机器人用户最关心的问题,具有重要的理论意义和实用价值。文中对KUKA水切割机器人的用户程序方案设计进行研究,旨在探索较为完好的编程技术,以应用于生产实际和新产品开发。

废弃油井水下电火花切割机器人故障诊断研究

海上石油工业发展迅速,石油平台的退役也越来越频繁,发展拆除技术和装备势在必行。针对这种现状,设计出一套基于电火花加工的海洋废弃油井井口头切割回收机器人;采用贝叶斯网络的方法进行故障诊断研究,首先建立其故障树,然后将故障树转化为相应的贝叶斯网络模型,结合Netica软件,诊断出发生故障的原因及其发生的概率,确定各部件的重要性,结果表明该机器人具有较高的可靠性,后期应该注重补偿机构及放电间隙检测电路的研究。

基于SOPC的自寻迹切割机器人运动控制系统研究

针对自寻迹移动切割机器人控制为非完整系统控制的特点,构建了机器人运动模型,并分析了其运动规律,设计了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的切割机器人运动控制系统。该系统以EP3C55芯片为控制核心,采用模糊控制策略实现了切割机器人的运动控制。实验结果表明,该控制系统运行平稳,控制响应快,能够满足切割机器人的实时控制的要求,具有实际工程应用价值。

超高压水射流切割机器人的研究

首先分析了超高压水射流切割技术的研究现状及应用领域,阐述了超高压水射流切割机器人技术的特点、参数及其关键技术。随着超高压水射流技术和机器人技术的不断发展,超高压水射流机器人作为一种新兴的环保、安全的切割设备,必将有更广阔的应用前景。

管道切割机器人结构设计与仿真分析

为更好地完成燃气管道修复工程中对内衬软管的切割工作,设计一种应用于非开挖翻转内衬修复技术的管道切割机器人。通过UG 软件设计管道切割机器人的整体三维模型,并建立该机器人的动力学方程,运用ADAMS仿真软件对该机器人进行运动仿真,验证管道切割机器人在实际管道内部运动过程的稳定性。首先分析管道切割机器人每个电机输出力矩曲线图的变化特性,成功验证管道切割机器人的运动姿态满足稳定性要求;然后分析该机器人每个电机质心的位移、速度曲线图的变化特性,成功验证管道切割机器人的运动轨迹满足稳定性要求。仿真结果表明,该管道切割机器人具有结构设计合理、运动安全稳定、动作快速的特点,为非开挖翻转内衬修复技术提供了一种节约成本与工期的优良设备。

架空线路走廊树枝切割机器人研究

针对架空高压线路走廊周围树枝过度生长引起的安全隐患问题,设计一款沿线路走廊行驶的树枝切割机器人。分析风对线路的影响,得到高压线路走廊的理论修剪区域;基于此,提出树枝切割机器人的原理构型;以110 kV高压线路为例,设计机器人的虚拟样机模型并对其作业方式进行规划,利用D-H参数法建立机器人的运动学模型,求解末端作业空间并与理论修剪区域进行对比,验证机器人构型设计的合理性;最后,研制了树枝切割机器人的试验样机并在自建线路上进行模拟作业试验。结果表明:该试验样机关节运动性能良好,能有效修剪线路周围的树枝。

盾构机焊接/切割机器人研制

针对盾构机盾体结构复杂、焊接耗时长这一问题,设计了全自动焊接/切割机器人。该机器人同时具备焊接/切割功能,能够进行多层多道自动焊接,并满足焊缝自动切割要求;焊接机器人控制系统具有横焊、平焊、立焊三种位置的焊接数据库,每个数据库中层数、道数可灵活设置;具有坡口规划和轨迹存储功能,实现不规则坡口的多层多道自动焊。利用所研发的焊接/切割机器人进行盾体自动焊接及切割试验,试验结果表明,该机器人能够满足盾构机盾体焊缝自动焊接及切割要求。

基于Matlab与ADAMS的坡口切割机器人联合仿真研究

文中针对异型平板钢材的自动化坡口加作业需求,设计一种6轴的坡口切割机器人。利用SoildWorks对坡口切割机器人进行结构设计,并将模型导入ADAMS中进行运动学仿真,验证虚拟样机建立的可靠性。运用ADAMS和Matlab建立搭建联合仿真控制平台,并使用轨迹跟踪控制算法,实现加工过程路径跟踪仿真。仿真结果表明控制方法能较好地完成自动化的坡口切割作业要求,实现坡口机器人姿态的精确调整,为物理样机的开发提供可靠依据。

基于宏指令的水切割机器人自动编程

针对水切割机器人常用自动编程方法所生成的程序冗长,不利于阅读、调试与检查的问题,提出基于宏指令的自动编程方法。该方法通过对水切割软件系统进行分析,完成工件加工轮廓宏指令设计;然后根据路径规划结果查找信息提取文件中轨迹点信息,通过判断轨迹点所属轮廓类型标志位的值生成所对应的宏指令;最后将所生成的带有宏指令的程序文件通过仿真验证其正确性,并通过程序转换生成机器人语言程序。文章最后以圆形和矩形轮廓的自动编程为例,验证了基于宏指令自动编程方法的可行性与实用性。