基于開放式焊接機器人系統(tǒng)的離線編程方式研究.pdf

1、由于焊接環(huán)境不斷變化和焊接任務日益復雜，傳統(tǒng)的在線示教已經不能滿足生產的需要，以離線編程為基礎的機器人柔性自動化系統(tǒng)的開發(fā)，代表了機器人系統(tǒng)新的研究方向。智能化和可視化正成為離線編程系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，為了研制出可視化和智能化的焊接機器人離線編程系統(tǒng)，本文針對離線編程與圖形仿真的支撐技術進行了研究。
　　本文提出了一種基于PC的交互式三維可視化離線編程和動態(tài)仿真系統(tǒng)。利用目前流行的PC機和Windows操作系統(tǒng)所支持的Open Inv

2、entor三維圖形功能，在系統(tǒng)中實現(xiàn)了六自由度的焊接機器人、焊槍及其工件的三維幾何建模和機器人組織關系模型的建立。實現(xiàn)了幾何投影法機器人逆運動學的求解，并建立了系統(tǒng)中用到的三種坐標的轉換關系，從而為焊接機器人離線編程系統(tǒng)打下理論基礎。
　　在分析機器人語言的特點和系統(tǒng)構成的基礎上，本系統(tǒng)開發(fā)了ZSK焊接機器人語言，并搭建了具有編輯、調試功能的程序編輯器和進行程序轉換的機器人語言解釋系統(tǒng)。系統(tǒng)采用交互式三維圖形示教方式實現(xiàn)了簡單焊縫

3、的路徑規(guī)劃和程序編制，對于空間復雜焊縫，則通過基于模型幾何信息提取的矢量區(qū)域求交法實現(xiàn)機器人焊接軌跡及姿態(tài)的自動規(guī)劃和編程。為了實現(xiàn)系統(tǒng)集成和功能的需要，建立了基于CAD的模型轉換和模型放置接口，并實現(xiàn)了同底層控制器通訊的功能。
　　基于VC平臺進行了離線編程系統(tǒng)的整體開發(fā)工作，在系統(tǒng)實現(xiàn)中，采用數據庫方式很好地解決了系統(tǒng)內部數據傳遞及其管理工作。基于層次AABB包圍盒樹算法實現(xiàn)了虛擬場景的碰撞檢測，并對機器人運動軌跡規(guī)劃方式進行