機(jī)器人弧焊作業(yè)規(guī)劃方法研究及其實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文針對現(xiàn)有的自主研發(fā)的“昆山一號”弧焊機(jī)器人及其離線編程與仿真平臺，以未來智能化離線編程系統(tǒng)的應(yīng)用為目標(biāo)，研究弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)中的弧焊作業(yè)序列規(guī)劃以及機(jī)器人無碰路徑規(guī)劃。研究目的是構(gòu)建弧焊機(jī)器人焊接序列及路徑規(guī)劃器，以供弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)調(diào)用，使之能夠優(yōu)化弧焊作業(yè)的順序及焊接方向，減少局部過熱產(chǎn)生的焊接變形，提高機(jī)器人焊接作業(yè)質(zhì)量與效率，同時能為機(jī)器人無碰軌跡生成提供方法，減少示教編程的工作量。
　　針對離線編程與仿真

2、平臺的特點(diǎn)，本文研究基于XML的焊接特征的提取方法，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了焊接件焊縫信息XML文件的生成及解析方法。
　　在焊接信息提取的基礎(chǔ)上，本文建立了單機(jī)器人弧焊作業(yè)焊接序列規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)考慮了機(jī)器人總空走路徑最短與焊接變形最小兩個方面的因素，本文以兩點(diǎn)之間的歐式距離來代替空走段距離，以Rosenthal的移動熱源理論來估算焊接溫度從而防止局部過熱導(dǎo)致的變形加劇。本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了具有針對性的智能優(yōu)化算法(遺傳算法)以及啟發(fā)式算法

3、(LK算法)來進(jìn)行求解，通過實(shí)驗對比，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過細(xì)節(jié)改良后的LK算法比遺傳算法具有實(shí)質(zhì)性的效率提升。
　　為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)離線編程中的智能化，本文在得到優(yōu)化后的弧焊作業(yè)序列后，研究并實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人無碰路徑規(guī)劃，解決了其中的關(guān)鍵技術(shù)：應(yīng)用基于模型空間的OBB碰撞檢測方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人與工件及環(huán)境的碰撞檢測；基于無碰和姿態(tài)變化量最小規(guī)則實(shí)現(xiàn)了焊槍及機(jī)器人姿態(tài)規(guī)劃；基于懶惰概率路圖法實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人過渡路徑規(guī)劃方法。本文通過“昆山一號”焊接機(jī)器人