復雜框架結構機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的發(fā)展,焊接機器人作為焊接自動化技術的關鍵設備日益發(fā)揮出重要的作用。作為焊接機器人之一的點焊機器人在應用初期因工作簡單、任務量小,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,點焊機器人在得到廣泛應用的同時,其焊接任務也日益繁重和復雜,因此對擔任復雜任務的點焊機器人的焊接路徑及軌跡規(guī)劃方法進行研究顯得很有必要。
　　 論文以汽車側圍結構為基礎,研究了復雜框架結構機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、復雜框架建模方法、無碰路徑避障策略及點焊機器人軌跡規(guī)劃技術等,并對提出的規(guī)劃方法進行了實例論證與仿真研究。論文主要研究內容有:
　　 (1)在對點焊工藝系統(tǒng)進行分析的基礎上,運用蟻群算法對分組后的側圍焊點的焊接順序進行了優(yōu)化求解?；诤更c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)以側圍外板為對象分析了復雜框架焊件的結構特點,確定采用線框

3、模型對復雜框架結構的焊件進行建模。該模型能充分表達框架結構的特點,與以往的多面體模型相比有較少的冗余信息、較低的模型數據量,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構及運動特點對碰撞檢測與處理的影響;在建立的側圍外板線框模型的基礎上,分析了碰撞過程參數對碰撞處理的影響,最終確定了基本避障處理和動態(tài)避障處理相結合的避障策略。該避障策略基于復雜框架的線框模型,用空間動態(tài)向量表達避障關鍵參數,對焊槍

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