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矿用地质钻杆摩擦焊接中机器人搬运轨迹设计研究

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煤矿机械CoalMineMachineryVol.39No.10Oct.2018第39卷第10期2018年10月doi:10.13436/j.mkjx.2018100010引言摩擦焊机是矿用地质钻杆生产加工的关键设备,其原理是利用钻杆接头与杆体在一定摩擦压力下相对旋转产生的热量将摩擦接触表面加热到很高的温度(1200~1300℃),然后施加一定的顶锻力,使接头和杆体焊接在一起。最初,杆体的搬运采用人工上下料,焊接1根钻杆工人需要将钻杆抬起3次(上料-焊接-旋转掉头-焊接-下料),工人劳动强度大、工作效率低。为此,中煤科工集团西安研究院有限公司采用机器人及相关辅助机构实现钻杆焊接过程搬运的自动化,为使钻杆上下料搬运和摩擦焊接过程较好结合,本文对将机器人运动轨迹进行设计研究,缩短焊机等待时间,提高两者的配合效率,使钻杆的搬运更加合理高效。1机器人选型及空间布局设计以现有的摩擦焊机为基础,根据现场空间和使用需求对机器人进行选型,设计合理的搬运配套辅助机构,完成钻杆从上料焊接到下料的整个工作流程。图1MOTOMAN-ES165D-100示意图根据市场调研,对国内外同种功能的机器人进行对比筛选后,选择安川首钢机器人有限公司的MOTOMAN-ES165D-100型搬运机器人,该搬运机器人是6自由度,负载重量165kg,最大回转半径可达2651mm,可重复定位精度达到±0.2mm2,结构示意图如图1所示,各轴名称具体参数如表1所示。表1MOTOMAN-ES165D-100型机器人各轴参数同时,设计了上料架、下料架、管端定位装置、暂存架,参考最大回转半径及各轴的运动范围,设计了合理的空间布局,如图2所示,使得整个搬运过程流畅、简洁。图2搬运空间布局图1.摩擦焊机2.暂存架3.管端定位装置4.搬运机器人5.上料架6.下料架矿用地质钻杆摩擦焊接中机器人搬运轨迹设计研究兰菲(中煤科工集团西安研究院有限公司,西安710077)摘要:根据对钻杆摩擦焊接过程中搬运过程的研究,选择了MOTOMAN-ES165D-100型搬运机器人,完成了空间总体布局设计,合理规划了搬运流程和顺序,并完成了搬运轨迹的程序设计,实现了钻杆摩擦焊接过程的自动搬运,提高了生产效率。关键词:矿用地质钻杆;摩擦焊接;机器人;搬运;运动轨迹中图分类号:TP242文献标志码:A文章编号:1003-0794(2018)10-00

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