液压支架顶梁高效焊接生产线方案设计及其关键技术的研究

发布时间：2017-07-31 14:28

  本文关键词：液压支架顶梁高效焊接生产线方案设计及其关键技术的研究

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【摘要】：液压支架作为综采的关键设备,其支架结构件多为箱体式焊接结构,焊缝密集,结构形式复杂,强度要求高。国内外传统工艺多为人工焊接,工人劳动强度大,工作环境恶劣,由于受人为因素影响,焊缝质量不稳定、一致性差、外观成型不好,生产效率低。本文针对液压支架结构件在生产过程中存在的问题,对液压支架顶梁高效焊接系统的方案设计及其关键技术开展了研究,主要研究工作包括:(1)顶梁焊接生产线工艺分析与设计。分析了顶梁三维结构、顶梁焊材、顶梁焊缝形式,拟定了顶梁高效焊接生产线的工艺规程,对其中部分关键焊接工位进行焊接模拟和工艺分析,开展了相应的板材焊接基础实验工作,制定了实际焊接工艺,确定了板材焊接特性和合理的焊接参数;对顶梁结构中占有比例最大的角焊和单V坡口焊进行了实验模拟,进一步验证了焊接参数,确保了焊接效果。(2)焊接生产线的布局设计与工位实现。依据焊接生产线工艺规程,进行了生产线的主要工位设备数量配置,并依据精益生产要求,完成了整个生产线的布局。完成了生产线各个主要焊接工位的设备配置和专机设计,并对每台专机的主要特点进行了对比分析,主要包括结构特性,示教特性,焊接特性等。此外,设计了生产线的辅助设备,包括运输小车、工装板和胎架。(3)顶梁横焊缝焊接专机运动学建模与工艺仿真。结合横焊缝焊接专机的结构,给出了其运动方程和理论解,基于工艺仿真软件DELMIA对液压支架横焊缝焊接工艺完成了虚拟仿真。不仅验证了专机设计的合理性,还实现了专机的虚拟调试,对实际焊接专机的研制和调试起到作业指导作用。本文给出的方法,不仅适用于本专机,还适用于其它类似焊接专机的工艺仿真验证,具有较大的实际参考价值。(4)液压支架结构件焊缝寻位跟踪系统设计。对现有焊缝跟踪寻位技术进行研究,探寻了适合液压支架横焊缝焊接时的焊缝跟踪寻位系统的实现方法,设计了基于五面激光测距传感的焊缝跟踪寻位系统,对跟踪寻位原理进行了详细描述,并对跟踪误差评价和补偿进行了理论探索,最终跟踪系统在工业应用中得以实现,并满足顶梁横焊缝焊接需求,该示教跟踪系统不仅适用于液压支架结构件的焊接,还适合船舶分段、工程机械壳体等类似结构件焊接时的跟踪。
【关键词】：液压支架顶梁 高效焊接生产线 工艺仿真 焊缝寻位跟踪
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG43
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 课题的研究背景和意义13-14
• 1.2 液压支架制造技术国内外研究现状与发展趋势14-15
• 1.3 虚拟示教仿真技术研究现状和发展趋势15-17
• 1.4 焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势17-18
• 1.5 本文的主要工作内容18-19
• 第2章 顶梁焊接生产线工艺分析与设计19-32
• 2.1 顶梁结构分析19-20
• 2.2 顶梁板件焊接工艺基础实验20-24
• 2.3 顶梁焊接工艺规程制定24-27
• 2.4 关键焊接工位工艺分析与实验模拟27-31
• 2.4.1 外主筋贴板焊接工艺分析与实验模拟27-28
• 2.4.2 主筋与底板焊接工艺分析与实验模拟28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 焊接生产线布局设计与工位实现32-42
• 3.1 焊接工时计算与设备数量配置32-33
• 3.2 生产线布局33-35
• 3.3 自动焊接各工位方案设计35-40
• 3.3.1 主筋贴板焊接工位设计35-36
• 3.3.2 主筋与底板焊接工位设计36-37
• 3.3.3 立板、筋板焊接工位设计37-39
• 3.3.4 盖板焊接工位设计39-40
• 3.4 辅助设备配置40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 顶梁横焊缝焊接专机运动学建模与工艺仿真42-59
• 4.1 顶梁横焊缝焊接专机数学模型的建立及数值计算42-52
• 4.1.1 顶梁横焊缝焊接专机各轴空间坐标系的建立42-44
• 4.1.2 液压支架结构件顶梁横焊缝焊接专机运动学建模与求解44-52
• 4.2 基于DELMIA的焊接实验仿真模拟52-57
• 4.2.1 仿真软件的选择52-53
• 4.2.2 DELMIA中装焊仿真流程53-54
• 4.2.3 DELMIA中横焊缝焊接虚拟专机的构建54
• 4.2.4 DELMIA中横焊缝焊接专机虚拟仿真环境的构建54-55
• 4.2.5 DELMIA中横焊缝焊接专机焊接轨迹规划与仿真验证55-57
• 4.3 实际焊接实验验证57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 液压支架结构件焊接焊缝寻位跟踪系统的设计59-67
• 5.1 主流焊缝寻位跟踪系统简介59-62
• 5.2 焊缝跟踪寻位系统设计62-64
• 5.2.1 焊缝寻位过程与实现63-64
• 5.2.2 焊缝跟踪过程与实现64
• 5.3 跟踪误差分析64-66
• 5.4 本章小节66-67
• 总结与展望67-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 许文清,任宇飞;工程机械结构件的焊接工艺现状与发展趋势[J];工程机械;2005年01期

2 王家海;庞旭e，

本文编号：599628