对管管相贯的焊接坡口模型分析

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1、第11期机械设计与制造2013年11月MachineryDesign&Manufacturel71管管相贯的焊接坡口模型分析宋德政，贫超，危文灏(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)摘要：对焊接机器人工作站管管相贯的焊接坡口模型进行了计算分析。为保证管管相贯的焊接坡口多层多道焊接工艺的可行性，相贯坡口需要在数控切割机上进行切割加工。建立了小管端部坡口的数学模型，数学模型包括小管管端内径与大管相贯的空间曲线上的坡口角以及马鞍形空间曲线族。根据以上计算结果生成离散点，在三维软件SolidWorks里拟合生成坡口模型。此三维模型作为小管管端的切割源文件。实验达到了预期目

2、的，为焊接机器人工作站焊接提供了保证。关键词：焊接机器人工作站；管管相贯；坡口角；空间曲线族中图分类号：TH16；TP242．3；TG44文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)11-0171—04WeldingGrooveModelAnalysisoftheIntersectingPipeSONGDe-zheng，YUNChao，WEIWen-hao(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeihangUniversity，Bering100191，China)Abstract：Weldinggroovemodelsof

3、theintersectingpipearecalculatedandanalyzedweldingrobotworkstation．Inordertoensurethefeasibilityofmulti-layersandmulti-tracksweldingprocessforweldinggrooveoftheintersectingpe，theintersectinggrooveneedstocutbyCNCcuttingmachine．Themathematicalmodelsofsmallpeendgroovearebuilt．Themathematicalmodels

4、includegrooveanglesofspacecuruesintersectedbyinsidediameterofsmallpeendandbigpipeandsaddle-shapedspacecurvesseries．Discretepointsaregeneratedaccordingtotheresultsofabovecalculations．Groovemodelsarefittedbythree-dimensionalsoftwaresolidworks．Thesethree-dimensionalmodelsareusedascuttingsourcefile

5、ofsmallpiPeend．Theexperimenthasaccomplishedtheintendedpurpose．hprovidesaguaranteeforweldingoftheweldingrobotworkstatio几KeyWords：WeldingRobotWorkstation；IntersectingPipe；GrooveAngle；SpaceCurvesSeries参与研发的焊接机器人工作站主要由五部分组成，如图11引言所示。包括六自由度焊接机器人、龙门式操作机、动力头、上位控中厚板广泛用来制造各种容器、管道、炉壳、炉板、桥梁及各制系统和焊接系统等。操作机

6、、机器人和动力头通过通讯接口实种用途的钢板等。管管相贯的中厚板是一种十分典型的应用，主现联机运行，由上位控制系统统一控制。工件参数输入后，工艺软要应用在石油化工管道、锅炉压力容器和管架钢结构等工程建设件将通过分析，给出各项工艺参数和焊接规范参数，机器人将按和工业产品制造中。随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，弧照数学模型设定的轨迹、层数进行焊接。焊机器人工作站，从60年代开始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点：稳定和提高焊接质量；提高劳动生产率；改善工人劳动强度，可在有害环境下工作；降低了对工人操作技术的要求；缩短了产品改型换代的周期，减少相应的设备投资。因

7、此，在各行各业得到了广泛的应用『1。2O世纪8O年代后，结构件的下料、制件工艺逐步实现了数控化，提高了结构件的制件质量。因而，国际上也越来越广泛地采用焊接机器人系统代替人工焊接。焊接机器人生产的柔性、焊接工艺的优化性，已逐步为人们所认识和接受。在焊接生产领域中，应用焊接机器人已成为一个国家焊接技术和焊接自动化水平的图1技术方案示意图重要标志。Fig．1TechnicalSolutionsDiagram来稿日期：2013-01—14基金项目：北京市科技计划项