弧焊機(jī)器人焊接姿態(tài)與焊接工藝參數(shù)聯(lián)合規(guī)劃.pdf

1、焊接規(guī)劃就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)焊接工藝問(wèn)題進(jìn)行求解。焊接規(guī)劃屬于計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的范疇。焊接機(jī)器人領(lǐng)域中焊接規(guī)劃可分為焊接任務(wù)規(guī)劃、焊接參數(shù)規(guī)劃、機(jī)器人路徑規(guī)劃和機(jī)器人軌跡規(guī)劃四類。在普通焊接應(yīng)用領(lǐng)域焊縫位姿和焊槍姿態(tài)的規(guī)劃問(wèn)題很少考慮，只是憑借操作者的經(jīng)驗(yàn)處理空間焊縫的焊接問(wèn)題。焊接機(jī)器人建立在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，它的運(yùn)動(dòng)是由各關(guān)節(jié)位姿和工件空間幾何位置的實(shí)際數(shù)據(jù)支撐起來(lái)的。所以焊接姿態(tài)（包括焊縫位姿和焊槍姿態(tài)）與焊接工藝參數(shù)聯(lián)合規(guī)

2、劃在機(jī)器人自動(dòng)化焊接過(guò)程中具有重要的實(shí)際意義。本課題研究目的就是聯(lián)合規(guī)劃焊接姿態(tài)參數(shù)和焊接工藝參數(shù)，為機(jī)器人離線編程提供技術(shù)支持。 本文將焊縫位姿和焊槍姿態(tài)統(tǒng)稱為焊接姿態(tài)，在國(guó)標(biāo)定義基礎(chǔ)上對(duì)焊接姿態(tài)參數(shù)的定義作了修改，使其更適合弧焊機(jī)器人領(lǐng)域的研究和實(shí)踐。 利用現(xiàn)有Motoman UP20弧焊機(jī)器人系統(tǒng)，采用CO2焊方法，對(duì)2mm厚低碳鋼板進(jìn)行大量的焊接姿態(tài)工藝實(shí)驗(yàn)，采集了不同焊接姿態(tài)和工藝參數(shù)下的焊縫成形參數(shù)值。將人工

3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功地應(yīng)用于弧焊機(jī)器人焊接姿態(tài)與焊接工藝參數(shù)聯(lián)合規(guī)劃中，定量描述焊接姿態(tài)，利用MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和仿真。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差達(dá)到設(shè)定要求，仿真誤差也控制在要求范圍內(nèi)。創(chuàng)建密集的焊接姿態(tài)和工藝參數(shù)輸入矩陣，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真出相應(yīng)的焊縫成形參數(shù)矩陣。整理輸入和輸出矩陣數(shù)據(jù)，建立了焊接姿態(tài)與焊接工藝參數(shù)聯(lián)合規(guī)劃Access數(shù)據(jù)表，利用此數(shù)據(jù)表指導(dǎo)試焊驗(yàn)證工作。 對(duì)馬鞍形焊縫進(jìn)行幾何建模，采用新