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

1、焊接規(guī)劃就是利用計算機技術對焊接工藝問題進行求解。焊接規(guī)劃屬于計算機輔助工藝設計的范疇。焊接機器人領域中焊接規(guī)劃可分為焊接任務規(guī)劃、焊接參數(shù)規(guī)劃、機器人路徑規(guī)劃和機器人軌跡規(guī)劃四類。在普通焊接應用領域焊縫位姿和焊槍姿態(tài)的規(guī)劃問題很少考慮，只是憑借操作者的經(jīng)驗處理空間焊縫的焊接問題。焊接機器人建立在現(xiàn)有計算機技術基礎上，它的運動是由各關節(jié)位姿和工件空間幾何位置的實際數(shù)據(jù)支撐起來的。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、劃在機器人自動化焊接過程中具有重要的實際意義。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)，為機器人離線編程提供技術支持。 本文將焊縫位姿和焊槍姿態(tài)統(tǒng)稱為焊接姿態(tài)，在國標定義基礎上對焊接姿態(tài)參數(shù)的定義作了修改，使其更適合弧焊機器人領域的研究和實踐。 利用現(xiàn)有Motoman UP20弧焊機器人系統(tǒng)，采用CO2焊方法，對2mm厚低碳鋼板進行大量的焊接姿態(tài)工藝實驗，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)絡技術成功地應用于弧焊機器人焊接姿態(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)絡工具箱對實驗數(shù)據(jù)進行訓練和仿真。人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練誤差達到設定要求，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)絡仿真出相應的焊縫成形參數(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)表指導試焊驗證工作。 對馬鞍形焊縫進行幾何建模，采用新