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大型复杂曲面弯板机器人控制器

郝悍勇  
【摘要】: 水火弯板(A Steel by Line Heating and Cooling)技术是在船板加工方面的世界领先技术。而造船工业又是一个国家,尤其是临海国家和岛国的重工业的一大支柱,因此造船工业技术的先进与否,也间接体现着一个国家的工业实力。水火弯板是造船生产中技术性强、难度大,具有很强特色的一种经验性钢板曲面成形的热冷加工工艺方法。这个项目就是和大连造船新厂合作的“大型复杂曲面钢板水火加工智能机器人”。首先众所周知,大型轮船的船体表面钢板是有一定弧度的大型复杂曲面,而且整个船体是由许许多多这样的钢板组成的,要做到加工每一块钢板到预想的弧面,是一件很困难的事情。因为其一是钢板的硬度大,一般做船体的钢板厚度在20mm以上,即便使用机械加工,也很难控制弯曲的力度;其二是精度要求高,如果加工精度不够的话,多个钢板将无法拼装,将造成工程质量不合格和导致大量的钢板浪费。因此在造船方面要实现无缝装配(seamless assembly),对加工的精度要求很严格。这就需要从船体钢板的加工自动化和精度的提高方面来考虑完善造船工艺,提高造船的效率。这个项目也正是从这个为目的进行研究开发的。本文重要从以下几个方面来讲述水火弯板机器人控制器的实现过程: 1.介绍国内外工业机器人的发展和展望。 2.介绍了水火弯板机器人控制器的总体结构、方案的讨论、加工技术要求和控制器接口等部分。 3.介绍在本系统中使用的先进的SERCOS总线标准,主要从操作模式、数据传输、数据结构、数据类型和初始化等内容,SERCOS作为世界上第一个关于运动控制的标准是本项目的核心技术。 4.介绍本系统的硬件体系结构,包括电机部分、系统I/O部分、系统电源部分和示教盒部分。 5.介绍本系统的软件体系结构,包括系统软件总体结构、主要过程的伪代码描述和控制算法。 6.对在研发本系统的时候遇到的一些问题和本系统还存在的不足进行介绍和分析,以便在第二代水火弯板机器人的生产中进行借鉴。


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