起重机主梁生产线中下盖板与形梁组对时,用人工矫正方法矫正腹板波浪变形会在主梁腹板上留下焊疤,并增加没有附加值的打磨操作。为了改善这一状况,并高效配合机器人实施定位焊,采用磁力吸附原理进行腹板变形的自动矫正。首先对形梁腹板变形进行测量,并拟合出变形曲线,不同格子间的变形均为凹变形,最大变形值为24mm。接着利用有限元方法分析了磁铁布置方式对矫正效果的影响:在同样的磁铁吸附应力和布置方式下,大筋板间的间距越大,矫正效果越明显;而在同样的大筋板间距下,初始凹变形小有利于矫正;对所有的格子间,永磁铁距腹板下边缘越近,矫正效果越明显,同样的磁铁(长宽比大于1),横放比竖放的矫正效果明显。最后研发了自动矫正执行器的物理样机,其由吸附单元、推拉单元、结构单元、传感单元和控制单元组成,并进行了现场试验,测试结果满足矫正工艺的精度要求(±2mm),同时也验证了有限元分析结果的准确性。主梁腹板变形自动矫正执行器的研制实现了腹板变形识别、腹板临时连接的建立、矫正过程力感知和矫正运动可控。该装置实现了机器人定位焊前的腹板变形自动矫正,对前道工序的焊接工艺优化具有一定意义。
