桥式双梁起重机主梁移动焊接机器人机构设计及仿真

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2、１３２０：１９００６３学号，戴啟辉作者—；机械工桓；专业名巧：２０１５年。月１８日．：．＇■Ｖ．。‘‘，．？＇？Ｊ＇＇Ｉ’‘。１．Ｉ■■■＾ＩＶ．独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研充所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明

3、并表示了谢意。．，么签曰其月：＞作寺关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽王业大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，保密的论文在解密后应遵循此规定。答庐ｉ家名别币龍七日期：糾Ｓ＇Ｕ＇讀＾安徽工业大学硕士学位论文论文题目：桥式双梁起重机主梁移动焊接机器人机构设计及仿真MechanicalDesignandSimulationofMobileWeldingRobotfortheMainGirderofBridgeCran

4、e作者：戴啟辉学院：机械工程学院指导教师：王全先单位：机械工程学院协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2015年10月31日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002摘要摘要根据对双梁桥式起重机箱型主梁焊接制造工艺的分析，本文设计出一台针对箱型主梁两条长焊缝的移动焊接机器人，实现了两条长焊缝的自动焊接。通过分析两条长焊缝的特点以及焊缝轨迹的分析，提出移动焊接机器人的PPR型三自由度总体机构方案，其三自由度是：实现车架水平方向移动的平移自由度、实现升降架垂直方向移动的平移自由度和实现焊枪转动的旋转自由度，满足了双梁桥式起重机主梁长焊缝的焊接要求，可焊最大距离22.5米。

5、选定了各自由度的具体机构实现以及机器人供电方式，将机器人按各自由度的机械实现划分为三大模块，依次对各模块进行机构设计、功率计算、电机选型。基于机器人运动学理论知识，建立了移动焊接机器人D-H坐标系，并求解出移动焊接机器人的运动学正解与逆解。对两条长焊缝进行了轨迹规划：根据微分方程数值求解与拟合的分析对上拱曲线焊缝水平方向移动速度进行了线性替换，并验证了合理性；对多折曲线焊缝进行代数推导并算得各电机转速规律。通过CreoParametric软件完成了移动焊接机器人的三维实体建模，并将三维模型导入Adams/view软件分别进行两条焊缝的运动仿真，通过Adams/Postproce

6、ss模块输出仿真曲线，结果表明位移和速度仿真曲线与预期相符，上拱曲线焊缝位移最大偏差0.0861mm，多折曲线焊缝位移最大偏差0.356mm，两条焊缝速度最大偏差都小于0.001mm/s，仿真误差在允许范围内，从而验证了移动焊接机器人运动学建模的合理性。对焊接过程中轨迹误差起因进行了分析，并提出基于一维PSD的焊缝误差检测方案，对延时与超前两种情况下的误差检测数据进行研究处理并算出实际补偿误差，构造出带误差衰减函数的机器人末端轨迹方程，将此方程的逆解输入控制端从而完成误差补偿，并通过MATLAB仿真验证，结果表明补偿方案合理，补偿系数K越小，误差消除速度越快。关键词：移动焊接机

7、器人；运动学模型；轨迹规划；运动仿真；误差补偿I桥式双梁起重机主梁移动焊接机器人机构设计及仿真AbstractBasedontheanalysisofweldingprocessofboxgirderofbridgecrane,thispaperproposedamobileweldingrobotfortwolongseamsofboxgirder,whichaccomplishedtheautomaticweldingofthetwolongseams.Bytheanalysisoftw