复杂钢节点焊接加工自动上料机研究

摘要

钢节点是钢结构建筑的重要组成部件，它的加工质量直接影响整个钢结构建筑的结构性能。本文以某钢结构工程项目中的复杂钢节点为研究对象，结合该类钢节点焊接加工过程中自动上料与定位的工程需求，设计了一种用于辅助该类钢节点焊接加工的自动上料机，以期提高该类钢节点的加工质量和生产效率。
　　首先本文分析了某钢结构工程项目中复杂钢节点的形状特征与加工工艺，制定出了用于辅助该类钢节点焊接加工的自动上料机的主要技术参数。根据制定的技术参数和工程实际需求，提出了实现该类钢节点焊接加工中自动上料与定位的技术方案。通过对技术方案的分析对比，拟定出了自动上料机的总体设计方案。
　　然后依据总体设计方案对该自动上料机的结构进行了详细设计。其设计内容包括：自动上料机总体结构的详细布局，自动上料机中支撑部件、移运装置、末端夹持装置、回转装置等组成部件的结构设计，以及自动上料机总体结构的三维建模。
　　接着应用D-H分析模型，建立了自动上料机的运动学方程。运用机器人运动空间的运动学解算原理，进行了自动上料机的正逆运动学解算，并利用Matlab平台对解算的结果进行运动学轨迹仿真，求解出了自动上料机末端夹持装置的运动空间，从而验证了自动上料机的机构合理性。
　　最后为了验证所设计的自动上料机末端夹持装置的可行性与可靠性，对设计的末端夹持装置进行了加工与装配调试，利用调试好的夹持装置对复杂钢节点的组成工件进行了夹持实验。实验结果表明，所设计的末端夹持装置能够满足工程实际需求。
　　文中通过对用于辅助复杂钢节点焊接加工的自动上料机的研究，为实现该类钢节点焊接加工过程中自动上料与定位的工程需求，提供了一种技术解决方案，也为今后的工程应用奠定了坚实的技术基础。