復(fù)雜框架結(jié)構(gòu)機(jī)器人無碰焊接路徑及軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、隨著焊接自動化技術(shù)的發(fā)展,焊接機(jī)器人作為焊接自動化技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備日益發(fā)揮出重要的作用。作為焊接機(jī)器人之一的點焊機(jī)器人在應(yīng)用初期因工作簡單、任務(wù)量小,涉及其路徑及軌跡規(guī)劃的研究較少。但伴隨著制造業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展,點焊機(jī)器人在得到廣泛應(yīng)用的同時,其焊接任務(wù)也日益繁重和復(fù)雜,因此對擔(dān)任復(fù)雜任務(wù)的點焊機(jī)器人的焊接路徑及軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行研究顯得很有必要。
　　 論文以汽車側(cè)圍結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),研究了復(fù)雜框架結(jié)構(gòu)機(jī)器人無碰焊接路徑及軌跡規(guī)劃

2、的方法,重點研究了焊接順序優(yōu)化方法、復(fù)雜框架建模方法、無碰路徑避障策略及點焊機(jī)器人軌跡規(guī)劃技術(shù)等,并對提出的規(guī)劃方法進(jìn)行了實例論證與仿真研究。論文主要研究內(nèi)容有:
　　 (1)在對點焊工藝系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,運用蟻群算法對分組后的側(cè)圍焊點的焊接順序進(jìn)行了優(yōu)化求解。基于焊點分組策略的焊接順序優(yōu)化,考慮了焊接工藝因素對焊接順序的影響,更有工程實用價值。
　　 (2)以側(cè)圍外板為對象分析了復(fù)雜框架焊件的結(jié)構(gòu)特點,確定采用線框

3、模型對復(fù)雜框架結(jié)構(gòu)的焊件進(jìn)行建模。該模型能充分表達(dá)框架結(jié)構(gòu)的特點,與以往的多面體模型相比有較少的冗余信息、較低的模型數(shù)據(jù)量,有利于提高后續(xù)避障運算的效率。
　　 (3)以C型點焊焊槍為例分析了焊槍的結(jié)構(gòu)及運動特點對碰撞檢測與處理的影響;在建立的側(cè)圍外板線框模型的基礎(chǔ)上,分析了碰撞過程參數(shù)對碰撞處理的影響,最終確定了基本避障處理和動態(tài)避障處理相結(jié)合的避障策略。該避障策略基于復(fù)雜框架的線框模型,用空間動態(tài)向量表達(dá)避障關(guān)鍵參數(shù),對焊槍

4、結(jié)構(gòu)變化有一定適應(yīng)能力,計算簡單、高效。
　　 (4)根據(jù)點焊機(jī)器人軌跡特點,結(jié)合一般機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法,最終確定了在焊接軌跡處采用直角坐標(biāo)空間的軌跡規(guī)劃方法,而在非焊接軌跡處采用關(guān)節(jié)空間多項式插值以及直角坐標(biāo)空間圓弧插值相結(jié)合的軌跡規(guī)劃方法。
　　 (5)根據(jù)本文的規(guī)劃方法,采用VisualBasic編制了規(guī)劃軟件,并完成了側(cè)圍外板無碰焊接路徑及軌跡規(guī)劃;采用離線編程軟件RobotStudio進(jìn)行了側(cè)圍外板的焊接軌跡進(jìn)