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本课题来源于哈尔滨市科技局的“锅炉水冷壁熔敷机器人研制”科研项目。循环流化床(CFB)锅炉相较于传统锅炉具有高效低污的优点,因此它在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域得到了广泛的应用,但水冷壁磨损问题又制约着CFB锅炉的发展,一些磨损严重的锅炉近乎每个月都需要补漏,因此研发一套用于提高锅炉水冷壁寿命的熔敷专机是各大锅炉企业急需解决的问题。论文首先介绍了 CFB锅炉水冷壁磨损机理和防磨措施,国内外熔敷专机的研究现状。根据熔敷专机技术要求设计了一套壁挂式熔敷专机,并对该熔敷专机各导轨进行受力变形分析,为研究熔敷枪空间位姿不确定度提供了参考。其次,本文从熔敷枪基座空间位置不确定度和熔敷枪端部回转不确定度两方面对熔敷枪空间位姿不确定度进行分析。对于熔敷枪基座空间位置不确定度,本文通过分析影响熔敷枪基座空间位置的不确定度源,包括变形不确定度元素、运动不确定度元素,得出各不确定度元素的选取方式,并建立出熔敷枪基座空间位置不确定度计算公式。对于熔敷枪端部回转不确定度,主要包括熔敷枪枪长不确定度和熔敷枪与水冷壁之间垂直度不确定度,本文设计了焊丝平板标定法、焊丝T型标定法、半球面平板标定法、半球面T型标定法4种熔敷枪标定方法,通过对4种熔敷枪标定法进行分析,得出各标定法对熔敷枪标定的优劣,选择合适的标定法对熔敷枪枪长以及熔敷枪与水冷壁之间垂直度进行标定。再次,对水冷壁管上的熔道进行规划,并根据熔道位置设计熔敷枪在对应熔道上的空间位姿,据此本文设计了一套自动熔敷控制程序,包括自动下行熔敷、水冷壁管管心坐标的标定、弯管曲线模型的建立、手动调试、自动插补、粘丝检测等子任务,以提高了熔敷效率并减轻工人劳动强度。最后,论文中设计了平板标定器和T型标定器,对4种熔敷枪标定法进行实验验证,并设定自动熔敷任务管数以及单根管上的熔道数验证自动熔敷控制程序的准确性,为进一步实现远程自动熔敷奠定了一些理论和技术基础。