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Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 1/2022

19.08.2022 | ORIGINAL ARTICLE

Structural design and kinematic analysis of a welding robot for liquefied natural gas membrane tank automatic welding

verfasst von: Jiang Yi, Han Qingqing, Dai Zhaoen, Zhou Chao, Yu Jianfeng, Hua Chunjian

Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology | Ausgabe 1/2022

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Abstract

Owing to the complex structures of welding materials, special welding conditions, and challenges during the automatic welding of the liquefied natural gas (LNG) ship Mark III’s membrane tank, a series–parallel–series hybrid structure mobile welding robot having sufficient adaptability for welding corrugated plates in membrane tanks was designed in this study. The configuration of the hybrid robot had good workspace characteristics, and it could always maintain a certain distance and angle between the end of the welding torch and the weld line because of its detection and control system coordination. In this study, degrees of freedom, kinematic characteristics, workspace, and adaptability analyses were conducted for the hybrid mechanism. A simulation verification was performed, and a ripple-trajectory-following experiment was conducted using real objects. The simulation and experimental results showed that the welding robot had a reasonable mechanism design, smooth motion, and good terminal distance and angle control, thus meeting the requirements for automatic welding of corrugated plates in membrane tanks.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Gu Y, Chen X, Wang L (2015) Key technologies for building cargo containment system (CCS) mock-up of membrane type LNG carriers. Nav Archit Ocean Eng 31(2):62–67, 73 Gu Y, Chen X, Wang L (2015) Key technologies for building cargo containment system (CCS) mock-up of membrane type LNG carriers. Nav Archit Ocean Eng 31(2):62–67, 73
6.
Zurück zum Zitat Zhang G, Zhang Y, Tuo S, Hou Z, Yang W, Xu Z, Wu Y, Yuan H, Shin K (2021) A novel seam tracking technique with a four-step method and experimental investigation of robotic welding oriented to complex welding seam. Sensors (Basel) 21(9):3067. https://doi.org/10.3390/s21093067CrossRef Zhang G, Zhang Y, Tuo S, Hou Z, Yang W, Xu Z, Wu Y, Yuan H, Shin K (2021) A novel seam tracking technique with a four-step method and experimental investigation of robotic welding oriented to complex welding seam. Sensors (Basel) 21(9):3067. https://​doi.​org/​10.​3390/​s21093067CrossRef
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Zurück zum Zitat Gui Z, Deng Y, Sheng Z, Xiao T, Li Y, Zhang F, Dong N, Wu J (2014) Design and experimental verification of an intelligent wall-climbing welding robot system. In: 17th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Poznan, Poland, 21–23 July 2014. World Scientific, pp 117–124. https://doi.org/10.1142/9789814623353_0014 Gui Z, Deng Y, Sheng Z, Xiao T, Li Y, Zhang F, Dong N, Wu J (2014) Design and experimental verification of an intelligent wall-climbing welding robot system. In: 17th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Poznan, Poland, 21–23 July 2014. World Scientific, pp 117–124. https://​doi.​org/​10.​1142/​9789814623353_​0014
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Zurück zum Zitat Jiang Y (2021) Corrugated plate automatic welding machine and its control system. China Patent 202110952943(4):12 Jiang Y (2021) Corrugated plate automatic welding machine and its control system. China Patent 202110952943(4):12
19.
Zurück zum Zitat Chen Q (2008) Welding handbook. China Machine Press, Beijing Chen Q (2008) Welding handbook. China Machine Press, Beijing
Metadaten
Titel
Structural design and kinematic analysis of a welding robot for liquefied natural gas membrane tank automatic welding
verfasst von
Jiang Yi
Han Qingqing
Dai Zhaoen
Zhou Chao
Yu Jianfeng
Hua Chunjian
Publikationsdatum
19.08.2022
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 1/2022
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-022-09861-2

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