管道相贯线自动切割机器人支撑定位系统(附件)【字数：10923】
目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 现状 1
1.2.1 相贯线加工实例 1
1.2.2 各类型数控相贯线切割机的特点及其应用情况 2
1.2.3 现有相贯线设备及其工作原理 3
1.3 数控相贯线切割机发展趋势 6
1.3.1 数控相贯线切割机的发展 6
1.3.2 专用数控相贯线切割机的发展 7
1.4 结语 7
第二章 相贯线切割机器人运动方案拟定 9
第三章 机器人的切割系统简述 13
第四章 管道相贯线切割机器人的支撑系统 15
4.1 概述 15
4.2 该系统对于管道的支撑 15
4.3 管道夹紧机构 17
4.4 机器人支撑系统里的移动结构 18
4.4.1 概述 18
4.4.2 直线运动副的选择 19
第五章 支撑系统中长支撑架的应力分析 23
5.1 前言 23
5.2 受力分析 24
5.3 ANSYS软件分析步骤及结果 25
5.3.1 导入模型 25
5.3.2 参数确定 26
5.3.3 约束 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^
和载荷 27
5.3.4 分析结果 29
第六章 管道相贯线切割机器人的定位系统 33
6.1 定位原理 33
6.2 螺旋支撑的强度校核 34
6.2.1 初始条件 34
6.2.2 耐磨性计算 34
6.2.3 自锁验算 34
6.2.4 计算驱动转矩 34
6.2.5 螺杆强度计算 35
6.2.6 螺纹牙强度计算 35
6.2.7 螺杆稳定性计算 35
6.2.8 螺杆的刚度计算 35
6.2.9 计算横向振动 36
6.2.10 效率计算 36
6.3 定位元器件 36
第七章 管道相贯线切割机器人控制原理描述 37
结 论 39
参考文献 41
致 谢 43
第一章 绪论
1.1 概述
在机械加工的过程中，管道切割常见的方式有手动切割，半自动切割机切割以及切线切割机切割。手动切割首先在模板上绘制交叉线的椭圆形轮廓，然后将模板缠绕在管道表面，然后沿着轮廓线加工手持式切割机。这种方法灵活方便，但是由于轮廓不能准确计算，手动切割设备移动稳定性差，导致切割质量差，尺寸误差大，材料浪费，后续处理工作量大，工作条件差，生产效率低下其他类型的半自动切割机虽然减少了劳动者的劳动强度，但它的功能比较简单点，只适用于较有规则形状的零件切割。交叉线自动切割机器人，更换这些手动和半自动切割方法，能够有效的提高切割板切割的效率，切割的质量，减少操作人员的工作强度。如今在中国，一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手动切割和半自动切割也是很普遍的。目前，我国机械工业钢管使用量已达到3亿吨以上，钢管的切割量非常大；随着现代机械工业的发展，对管材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而亟需设计和退出自动化的工业机器人，即管道相贯线自动切割机器人，用来提高工作的效率和节约劳动成本。而且，这一类机器人必将有庞大的市场。[10]
1.2 现状
1.2.1 相贯线加工的实例
手工处理管道相交线质量差，误差等缺点，特别是在大规模管道中。 图11显示了用于手动加工的大型管角。 由于人为工作的局限性，在材料分配和控制角度难以达到精度。 而在图示的工作环境下，仍然存在很大的危险。
图22是自动机切割的交叉线。 从管道部分切割可以看出，空间曲线非常整齐。 它不仅切割高精度，大大提高加工效率，而且可以避免人身安全隐患的存在。
1.2.2 各类型数控相贯线切割机的特点及其应用情况
经过几十年的发展，相切线切割机在切割能量和数控系统方面取得了长足的进步，在切割能量方面已经通过单一的火焰能量开发开发了目前各种能量（火焰，等离子，激光，高压水射流）切割模式;数控交织线切割机控制系统已经从原来的简单功能，复杂的编程和输入方式，自动化程度不高，功能齐全，智能化，图形化，网络化;驱动系统也从步进式模拟伺服驱动器驱动到今天的全数字伺服驱动器。
CNC相切线切割机分为两大类：数控火焰切割机，数控等离子切换线切割机。
数控切割机厚度较大，切割具有较大厚度的碳钢切割能力，切割成本低，但有切割变形，切割精度不高，切割速度低，切割预热时间长，穿孔时间长长，更难满足全自动化操作的需要。其应用主要局限于碳钢，板材切割厚度大，在中，薄碳素钢板切割中将逐渐被等离子切割所取代。
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