无轨导全位置爬行弧焊机器人在造船中的应用

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1、第*/卷第*期5=V*/;5V*-$$/年*月L=CKH79KZC=U9>E04K39>C047V-$$/马兆瑞!潘际銮!张!!朱森强!清华大学机械工程系!北京"#$$%&’摘要"无轨导全位置爬行式弧焊机器人是国内外首次研制出的!能够在大范围内全位置爬行的轮履复合式爬行机构!主要应用于大型结构的焊接!如舰船#车辆$大型贮器!如球罐#直壁罐$大型工程结构如水电工程闸门#海洋平台#大直径管道等%通过对弧焊机器人在文冲船厂的实地操作!探索了无轨导弧焊机器人在船舶建造中应用的可行性%关键词"弧焊机器人$船舶建造$全位置爬行中图分类号"()

2、&*&文献标识码"+文章编号""$$",-*$*.-$$/’$*,$$"/,$&专题!""#$%&’$()(*’+,%-./00,1’()(2(103+,4.$)5,..6"(07’7()8+%49.:$);+(<(’$)0=$"<1$.:$)5讨0123456789!:1;<96=84>!2?1;)@945!2?ABC>6D94>E论.FCG47HIC>H5J0CK34>9K4=L>E9>CC79>E!(M9>E384A>9NC7M9HO!+C9P9>E"$$$%&!Q39>4’’’1RMH74KH"(3CH74KS=CMM48H

3、5>5I58MK74T=9>E4==6G5M9H95>47KTC=U9>E75R5H9M4I4K39>CT9H3T3CC=M4>UGC7I4>C>HI4E>CH焊K4HC7G9==47RC=HMT39K3K4>K74T=T9H34==G5M9H95>9>=47ECMK4=CV(3C75R5H9MI49>=O4GG=9CU9>TC=U9>E5J=47ECK5IG5>C>HM!J57接CW4IG=C!M39GM!NC39K=CM$=47ECK5>H49>C7MM8K34MR4==57K5=8I>59=K4>M!4>U=47ECMHCC=

4、MH78KH87CM8K34MMH75RCM5JT4HC74>U机器C=CKH79K9HOG75PCKH!5KC4>J=4H755J4>U=47ECU94ICHC7G9GCMVXC4M9R9=9HO5JH3C4GG=9K4H95>5JH3C47KTC=U9>E75R5H9>M39GR89=U9>E9M人MH8U9CUROH3C5GC74H95>5JH3C47KTC=U9>E75R5H9>)84>EY358ZC>K35>EB39GO47UV[COT57UM"47KTC=U9>E75R5H#M39GR89=U9>E#K74T=9>E4=

5、=6G5M9H95>前言全世界钢铁产量中约有]$c左右是通过焊接无轨导全位置爬行式弧焊机器人是由潘际銮加工由原材料变成成品的%目前!很多焊接作业已采院士主持!清华大学#南昌大学#汕头高新区和川用机械化#自动化#数控#人工智能等高新技术%据‘",-a有关资料不完全统计!在一些工业发达国家焊接机企业共同开发的%该机器人是国内外首次研制出的!能够在大范围内全位置爬行的轮履复合式爬械化的平均水平已达_$cd%$c!而我国只有-$cd行机构!具有自身结构小巧#负重能力强.立面和*$c!有很大部分焊接作业离不开人工操作%在这种仰面负重能力均超过

6、"*$SE’#运动控制灵活和响情况下!将爬行焊接机器人转化为工业应用产品具‘*,&a应速度快的特点$爬行机构与激光视觉焊缝自动有重要的现实意义%跟踪系统的复合控制!实现了无导轨#无导向#无需-$$]年*月!无轨导全位置爬行式弧焊机器人事先编程条件下的自主爬行和焊缝自动跟踪!跟踪在广州文冲船厂进行了工业现场应用实验!通过不精度达到b$V]II%本设备主要应用于大型结构的同位置.平焊#立焊和曲面’的焊接操作!对机器人的焊接!例如舰船#车辆$大型贮器!如球罐#直壁罐$爬行#跟踪以及工艺进行了全面的考察和使用%探大型工程结构!如水电工程闸门

7、#海洋平台#大直索了无轨导爬行式弧焊机器人在船舶建造中应用径管道等%的可行性!了解了船舶焊接工况条件!收集了船舶收稿日期!-$$],"-,$]焊接工艺技术信息!为无轨导弧焊机器人产品定型作者简介!马兆瑞!"^_^&’!男!河北沧州人!博士研究生!主要从事焊接自动化的研究工作%和推广应用提供了依据%$!"$!"#$%&’$()"*’+,-.$/’+)焊接机器人马兆瑞等’无轨导全位置爬行弧焊机器人在造船中的应用第1期!船厂焊接实验0所示$!"!在文冲船厂的实验中!焊接坡口有相当一部分爬行实验是手工气切割的!如图1所示!很不规则!在一定整

8、个实验过程中!弧焊机器人在不同的位置进程度上影响了跟踪效果$无论是甲板上的直线合拢行了爬行!其中包括平焊位置"立焊位置"横焊位置焊缝!还是船尾的曲面焊缝!坡口状况都比较差!坡和曲面焊接位置#基本上包括了船舶生产的各个主口宽度最大和最小