基于UG的弧焊机器人离线编程系统的设备建模

通过对弧焊机器人的结构以及各连杆的几何参数分析后,运用UGNX4.0强大的三维建模功能,对Motoman HP6型弧焊机器人进行了三维建模.所建立的模型是整个离线编程系统的基础.在UGNX4.0环境下,弧焊机器人的设备建模包括三个重要的模块,即零件建模模块、装配建模模块以及运动学模块.其中,零件建模模块是基础,装配建模模块和运动模块都是在此基础上进行的.以VC 作为二次开发工具,成功地进行了弧焊机器人和变位机的三维建模,从而为UG环境下的二次开发研究打下了良好的基础.     

弧焊机器人离线编程与仿真技术的研究现状及发展趋势

根据中国弧焊机器人的应用情况和发展需要,传统的工业机器人在线示教已经不能满足生产需求,弧焊离线编程与仿真技术越来越受到生产厂家的重视.文中在分析弧焊机器人离线编程与仿真技术的特点基础上,详细阐述了焊接机器人离线编程与仿真技术目前在国内外相关领域的研究现状.特征建模、对工件和机器人工作单元的标定、自动编程技术等是弧焊机器人离线编程与仿真的核心技术,稳定高效的标定算法和传感器集成是机器人弧焊离线编程系统实用化的关键技术.     

弧焊机器人柔性再制造系统

建立了一个弧焊机器人柔性再制造系统,该系统由测量、建模和离线编程三个子系统组成,可以自动获取废旧零件的表面信息,建立再制造模型,并生成焊接再制造程序,完成废旧零件的再制造过程.介绍了系统的硬件结构和各个子系统的工作原理.系统适用于缺损表面为二次曲面的工件,对不同缺损程度的工件的再制造可以自动进行.对某车辆的扭力轴进行了试验验证,结果表明该系统是可行的.     

弧焊机器人工件坐标系快速标定方法

机器人执行操作任务之前需要进行工件坐标系的标定，传统方法是使用昂贵且复杂的测量设备进行。提出一种新的快速标定工件坐标系的方法，该方法无需额外测量设备，仅采用机器人内部编码器数据和坐标变换计算来求取机器人工件坐标系相对于基坐标系的齐次坐标变换矩阵，且操作方便，标定精度高。针对MOTOMAN SK6弧焊机器人，将该标定方法嵌入了自行开发的离线编程软件中。以此算法和离线编程为基础，完成了机器人写字。试验结果验证了标定算法的有效性。     

基于手眼立体视觉的弧焊机器人平面工件定位系统

在工业生产中应用的焊接机器人都是示教再现式的机器人，在批量生产时这种机器人要求每次工件定位必须一致，否则需要重新示教；带有离线编程系统的机器人同样存在工件定位问题，如果工件定位不准，焊接机器人无法按原离线编程系统生成的路径完成焊接。作者针对平面工件开发了一套基于手眼立体视觉的弧焊机器人工件定位系统，首先对摄像机的内外参数和机器人手眼关系进行标定；然后控制机器人运动，使安装在机器人末端的摄像机在两个不同的位置取像；最后通过图像处理和立体视觉的方法来计算出平面工件在机器人基坐标系中的三维信息。试验表明该系统获取的工件定位信息精确。该系统为焊接机器人自主焊接奠定基础。     

IGM弧焊机器人大型工作站仿真系统设计

针对第一代示教再现型弧焊机器人自动化焊接的现状,自主开发了通用型IGM弧焊机器人大型工作站离线编程系统,介绍了系统总体设计及类之间关系.机器人焊接过程三维仿真是离线编程的图形平台,提出了一种新的开发方式实现三维图形仿真系统,即自主开发基于C/S结构的包含OLE(对象连接与嵌入)项的机器工作站离线编程系统,通过COM(组件对象模型)接口实现焊接工件三维图形及几何拓扑信息的无缝集成.在VC 开发环境下,使用OpenGL图形开发工具,基于面向对象的编程自主开发了三自由度龙门机架、六自由度关节型弧焊机器人和两自由度变位机的三维造型及焊接过程图形仿真系统.     

基于WebGL的焊接机器人仿真及多层多道路径规划

针对中厚板机器人焊接运动仿真、多层多道路径规划等需求,开发了一种基于Web GL的开放的机器人焊接离线编程系统.首先搭建了基于激光视觉传感的机器人MAG焊接系统,接着利用Java Script,Web GL等技术搭建了仿真平台,通过传感器获取焊道的三维点云数据,利用点云处理技术对焊道特征信息进行提取,在此基础上,进一步提出了对20 mm厚的开V形坡口钢板的多层多道路径规划策略,最终完成了V形坡口4层10道的焊接实验.结果表明,该系统对机器人焊接自动化、智能化关键技术提供了可靠的实现途径.     

机器人弧焊成形系统中离线自动编程

目前的机器人离线编程系统大多采用图形示教方式建立机器人运动路径,然而这种编程方式对于复杂路径来说工作量仍是相当大的,而且对于路径规划直接计算得出的机器人位置数据及弧焊操作指令无法方便地形成机器人程序(relative job,JOB).文中以弧焊机器人为对象进行了离线自动编程的研究.利用MOTOMAN机器人的相对JOB数据交换格式,实现了MOTOMAN机器人相对JOB的离线自动编程,自动生成机器人程序.离线自动编程模块通过ODBC接口从弧焊成形系统中相应的规划数据库取得指令代码及数据,充分发挥数据库的优势,有利于离线编程系统的扩展.结果表明,研究的离线编程运行稳定,机器人动作连贯,焊接路径与设计吻合.     

机器人三维可视化离线编程和仿真系统

提出了一种基于PC的交互式三维可视化离线编程和动态仿真系统。利用目前流行的PC机和Windows操作系统所支持的OpenGL三维图形功能,在系统中实现了焊接机器人及其工件的三维几何建模和机器人运动学建模,并研究了机器人运动轨迹的自动规划和编程以及它的图形化三维动态仿真。采用交互式三维“虚拟示教”方式实现了机器人单道焊焊接路径的规划和编程,对多层多道焊,则通过采用“宏”技术实现机器人焊接运动轨迹的自动规划和编程,通过图形化三维动态仿真实现了对机器人程序及运动轨迹的可靠性和安全性验证。离线编制的程序在向机器人控制系统传送的过程中实现了向机器人语言的自动转换,从而使机器人离线编程的实用性得到大大提高。     

An approach to measure the pose of RHJD4-1 arc welding robot for calibration

A measurement setup used for robot calibration was designed to meet the requirement of off-line programming technique. The robot end-effector pose (position and orientation) can be calculated indirecdy by using this setup. The setup has been applied to RHJD4-1 arc welding robot. The experimental results show the method of pose measuring using the measurement setup is simple and reliable to finish pose measuring.for robot calibration. In addition, the setup can measure the position repeatability of robot.     

Remanufacturing Shaping System Based on Pulsed Plasma Arc Welding

Based on the pulsed plasma arc welding(PPAW),a rapid remanufacturing shaping system,including a structured light scanning reverse engineering(RE)system,a robot system and a PPAW source system have been developed.The new rapid remanufacturing shaping system can rapidly and accurately repair the worn parts with different damaged degrees and thus extend their life cycle.In the present paper,the whole process of repairing worn parts is described.Firstly,the scanning model of a worn part is obtained by using RE system based on reconstructing approach.Compared with standard CAD model in the undamaged setting,the surface profile and the extent of damage area are obtained.Secondly,the weld repair path is designed by slicing the point cloud model of damage area.This path consists of multilayer parallel lines that produce parallel overlapped weld beads which cover the damaged area.By off-line programming techniques,the robot executable program as document format is transmitted to the robot controller for repairing worn parts.Finally,the weld repair experiments on worn steel plane plate and damaged column are performed to evaluate the remanufacturing system.     

Study on general inverse kinematics of rotating/tilting positioner for robotic arc welding off-line programming

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅｌｄｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｐｏｐｕｌａｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙ .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ,ａｒｃ,ｆｕｍｅｓａｎｄｎｏｉｓｅｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ ,ｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｈａｔｉｓｕｎｐｌｅａｓａｎｔａｎｄｈａｚａｒｄｏｕｓｔｏｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ .Ｔｈｅｕｓｅｏｆｗｅｌｄｉｎｇｒｏｂｏｔｓｈａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｈｕｍａｎｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏ…     

复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术

将增材制造技术和弧焊机器人技术相结合,对复杂薄壁件进行电弧增材制造技术研究. 首先在传统的分层方法的基础上,对成形过程中高度变化的几何模型进行预测并分析,再通过机器人的离线编程与轨迹规划技术,实现成形轨迹的自动提取. 进一步利用圆弧离散局部逼近算法,对复杂薄壁件的切片截面进行微分,计算出四元数矩阵,实现焊枪位姿自动调整;并对焊接工艺进行改良,保证成形质量. 最后通过焊制部分薄壁件进行试验验证. 结果表明,薄壁件成形质量良好,预测尺寸与实际成形尺寸误差不超过1 mm.     

基于轨迹编程的示教式焊接机器人控制技术

研究了基于PC 运动控制卡控制模式的焊接机器人控制系统,介绍了系统的体系结构.根据焊接机器人自身特点和焊接工艺要求,提出了基于轨迹编程的示教式编程方法,详细地介绍了轨迹规划过程中所涉及到的空间圆弧插补算法,阐述了示教再现的实现过程.最后运用了模块化编程思想,用C Builder6.0高级语言编写了示教编程软件,并解释了各功能模块的主要作用.该技术增进了机器人编程的可操作性和直观性,从而有利于焊接机器人在实际生产中的应用与推广.     

一种基于激光测距波纹板机器人自动焊接轨迹恢复方法

基于国内外波纹腹板H型钢机器人自动焊接研究情况,提出了一种机器人自动焊接波纹板的新方法. 基于工控机系统可离线编程及运行过程中实时存储数据的优点和机器人多自由度的良好可达性,通过编程使工控机与机器人之间实现交互通信,借助编码器和传感器外部设备与采集卡配合使用实现数据的采集与存储. 利用改进后的限幅滤波算法处理数据,将处理后的数据传输至机器人,机器人执行程序文件,从而实现波纹腹板H型钢的机器人自动焊接. 结果表明,该方法是可行的,且具有很高的实用性,旨在为将来波纹腹板H型钢的自动化焊接发展提供一个参考.     

弧焊机器人离线编程系统

针对SK6弧焊机器人设计研究了弧焊机器人离线编程系统（A WOPS）,该系统由几何特征提取及建模模块、焊接姿态规划模块、焊接参数规划模块、机器人程序自动生成模块、机器人仿真及通讯模块等6个模块组成。系统人机界面友好,并引入了智能化专家知识,系统自动化程度较高,本文对日文较件MRCWORD进行了探索性二次开发,实现了弧焊机器人离线仿真及焊枪与工件构建和计算机与机器人通讯的功能。对典型的焊缝（马鞍型）进行了实焊验证。结果表明,该系统是可行的,编程的效率显著提高,焊缝内外在质量优良。     

视觉机器人MAG焊接参数的在线规划系统

视觉弧焊机器人ＭＡＧ焊接参数在线规划是一种以提高弧焊机器人的适应能力为主要目标的焊接质量智能控制方法。本文建立了视觉机器人ＭＡＧ焊接参数在线规划实验系统，以接缝的重要特征尺寸及焊接时间为输入变量，焊接电流和焊接为输出变量，以控制ＭＡＧ焊熔透为目的，采用模糊数学模型描述上述输入输出变量之间的关系，进行了ＭＡＧ焊接参数在线规划试验，试验结果表明系统运行稳定可靠，熔透程度均匀一致。     

基于SolidWorks的焊接特征建模系统

焊接系统的特征建模技术是焊接机器人离线编程领域的一项关键技术,然而现有的"焊接特征建模系统"未能建立焊缝几何模型,使焊接意图不明确,不能有效地提取焊接特征.针对以上问题,在SolidWorks平台之上,采用VC 6.0作为二次开发工具,建立了一个焊接特征建模系统,完善了焊缝的几何造型功能,并能有效地提取各种焊接特征,满足了离线编程系统对工件信息的需要.     

中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接技术研究

针对采用在线示教方式的中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接工艺进行了研究,结合机器人程序中的偏移指令设计了一种新的多层多道焊机器人焊接方法。通过对机器人焊接顺序、焊接路径进行规划,利用简化的焊道截面计算出各个目标点的偏移量,完成对机器人程序的编写。利用机器人离线编程软件Robot Studio以及实际的焊接设备对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法可有效减少示教次数,提高焊接效率,焊接后的V型坡口板填充效果以及焊缝成形良好。     

Inflection point identifying of weld seam based on force sensing in tele-teaching

Weld seam inflection points are inevitable in tele-teaching process on many welding occasions.The inflection points identified accurately is one of the prerequisites of ensuring tele-teaching precision.On the basis of the inflection point characters,the concept of inflection point direction coefficient is proposed,the human-simulation intelligent control model of inflection point is established.The algorithms above,the inflection point identifying of box workpiece can be well performed.The experimental results show that the identifying average error of inflection point can be reduced to less than 0.5 mm by using optimal treatment of robot off-line programming system.The identifying control can automatically identify weld seam inflection points which can meet tele-teaching requirements.