海洋平台一般为多层甲板结构,每层甲板均由骨架和甲板片焊接而成。每层甲板之间用管架连接起来。骨架承担着海洋平台受力时的主要载荷,属于海洋平台结构物中的关键部件。甲板的骨架为网格状,网格中交点处为十字形的是海洋结构大型节点,整个甲板层制造时,先制造出各个海洋结构大型节点,然后将这些节点按照设计图纸焊接成形拼接成一个整体。因此海洋结构大型节点的焊接制造是非常关键的一环,节点上的焊缝数量多并且长度大,焊接强度高,目前节点的焊接采用人工焊接或者单机器人焊接,效率低下,焊接质量难以保证,因此亟需一套能够提高海洋结构大型节点焊接效率与焊接质量的系统。本文正是基于此需求对海洋结构大型节点多机器人协同焊接控制技术进行研究。本文的研究工作主要包括以下内容:针对当前海洋结构大型节点焊缝信息提取困难并且管理复杂的问题,本文对TEKLA平台进行二次开发,实现对海洋结构大型节点三维模型的焊缝基本信息的提取,获取到焊缝的起点坐标与终点坐标以及焊接姿态和焊接工艺信息,建立了焊缝信息管理系统,对提取到的焊缝信息进行展示,直观地看到节点上各焊缝的空间分布情况和坐标数据。本文研究海洋结构大型节点的焊接工艺要求,分析海洋结构大型节点焊接过程产生焊接变形的原因,然后将节点上的焊缝分配到相应工位上的机器人,先进行单机器人的焊接路径规划,再进行多机器人协同焊接路径规划。建立多机器人协同焊接系统的坐标系,对焊缝进行离散化,得到各离散点的焊接坐标与焊接姿态,建立多机器人运动学的仿真平台。最后,本文利用ANSYS软件的APDL命令建立海洋结构大型节点的焊接有限元仿真模型,自动在模型上添加焊缝,并根据焊接顺序对各焊缝逐一施加温度载荷,完成海洋结构大型节点焊接的热分析与结构分析的过程,对多机器人协同焊接方案进行仿真计算。结果表明,海洋结构大型节点多机器人协同焊接过程中采用对称施焊的方案能够有效降低节点焊接过程的焊接变形;并且能够大大提高焊接效率;海洋结构大型节点多机器人协同焊接系统能在减小焊接变形、提高焊接效率等方面为企业提供应用上的支持,具有一定的理论意义和现实意义。