【摘 要】
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近年来,我国管道公司提出“智慧管网”的概念。智慧管网离不开管道的施工建设,在管道建设中应用管道全位置自动焊技术,能够增质提效,保障安全可靠,降低劳动强度。该技术与管道外焊接机器人密切相关,研究管道外焊接机器人的多轴运动控制系统,对管道焊接领域技术发展有着重要作用。本文以D-H法创建管道外焊接机器人的运动学模型,进行运动学正向和逆向分析,求出了在不同大口径不同壁厚下的工作空间。然后按照管道外焊接机器
【基金项目】
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中国石油集团工程股份有限公司科学研究与技术开发项目（2017ZYGC-01-01）；
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近年来,我国管道公司提出“智慧管网”的概念。智慧管网离不开管道的施工建设,在管道建设中应用管道全位置自动焊技术,能够增质提效,保障安全可靠,降低劳动强度。该技术与管道外焊接机器人密切相关,研究管道外焊接机器人的多轴运动控制系统,对管道焊接领域技术发展有着重要作用。本文以D-H法创建管道外焊接机器人的运动学模型,进行运动学正向和逆向分析,求出了在不同大口径不同壁厚下的工作空间。然后按照管道外焊接机器人的总体设计需求,依据焊接工艺特点,针对焊接作业中填充层的填充策略问题,提出了一种带有上下限位作用的抬升量模型;依据管道外焊接机器人的运动特点,研究了其摆动机构、升降机、和行走机构的分运动设计和其整体运动的轨迹规划设计,并进行了摆动机构、升降机构和行走机构等子机构运动控制的软件设计;通过角度传感器在线反馈管道外焊接机器人在管道环向的位置,并运用焊缝跟踪原理,结合模糊控制方法实现了焊炬摆动中心的调整。最后,使用C语言完成相应的管道外焊接机器人多轴运动控制系统的设计,使用Qt语言完成系统人接交互界面的设计。经过焊缝成形试验表明,管道外焊接机器人多轴运动控制系统的子运动机构及整体运动功能满足焊接工艺的相关要求。
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