弧焊机器人与数控变位机协同作业规划

在研究了弧焊机器人和变位机协同作业的路径规划之后,提出用仿真进行协同作业规划的方法.该方法以位置和速度约束来规划机器人和变位机的运动,并根据作业路径建立样条函数,以样条函数作为仿真时焊枪位姿的点驱动函数.利用仿真结果,提取出仿真过程中弧焊机器人和变位机各关节的角位移函数,并由此生成孤焊机器人系统的焊接作业程序.经过机器人专用平台验证,采用该方法规划的弧焊机器人与数控变位机协同作业.其运动轨迹完全满足焊接作业要求.     

基于ROTSY的弧焊机器人离线编程

以MOTOMAN-UP6弧焊机器人和SGMDH-12A2A-YRB变位机为试验平台.将离线编程软件ROTSY、计算机与机器人通信软件MOTOCOM32和校正软件MOTOCALV32组成一个弧焊机器人离线编程系统,实现了机器人和变位机的联动离线编程.通过复杂的马鞍形焊缝编程对所建立离线编程系统进行了验证.在实际运行过程中,焊缝上的点接近或处于船型焊或平焊的位置,焊枪运行平滑,始终对准焊缝,焊枪的姿态也始终符合实际焊接的要求.证明了本离线编程系统达到了设计要求.     

变位焊接机器人系统的运动建模及分析

研究变位焊接机器人系统的同步协调运动的实现。在SolidWorks2010软件中建立了该机器人系统模型,同时给出了其同步协调运动的算法和实现步骤;以半球面空间螺旋曲线为焊接路径,对机器人与变位机的同步协调运动进行仿真分析,发现焊枪末端能够以较高精度和较好位姿跟踪该焊缝曲线,为变位焊接机器人系统的同步协调运动的实现提供了理论依据。     

基于虚拟现实的焊接机器人工作站离线编程系统

在自动焊接应用中,离线编程焊接机器人通常具有一定的控制局限性。结合虚拟现实技术搭建了一套焊接机器人工作站,通过开发离线编程系统,简化机器人控制方式、灵活调整视角和自动规划焊接轨迹等,提升了焊接机器人离线编程效率。开发了同点异线焊缝识别算法,实现了单机器人的轨迹规划功能。基于焊枪基准姿态,分析横焊、平焊、立向上焊和立向下焊的焊接姿态,实现全位置焊接姿态规划。增加KBR-2Z500双轴变位机,实现多轴联动的复杂轨迹规划功能,研究了机器人运动与变位机运动的耦合与解耦问题,达成焊接机器人工作站协同运动规划。通过现实空间完全复现虚拟环境下的空间曲线焊接轨迹规划实验,验证了工作站离线编程系统的交互性、可行性和可靠性。     

弧焊机器人和变位机协调运动的研究

研究了焊接时机器人和变位机之间的协调运动关系。通过采用船形焊缝约束和机构运动学分析方法．解决了焊接过程中机器人和变住机系统的自由度解耦和运动分解,为弧焊机器人——变位机系统的离线编程研究打下了良好的基础。     

FANUC机器人和变位机协调工作的仿真策略

针对弧焊的特殊性,采用了变位机与机器人的协调运动。由于焊接轨迹是三维空间曲线,开发了针对空间焊缝曲线路径点运算的焊缝特征坐标系轨迹规划器;采用几何法解决弧焊机器人运动学的反解问题;通过运算,得到了各协调的工件目标点坐标数据,配合路径规划后的路径姿态数据以及机器人逆运动学计算在SolidWorks下进行协调焊接的仿真。     

双机器人主从协调焊接的路径规划算法

针对空间复杂曲线焊接问题进行了双机器人协调焊接路径规划方法的研究,在保证焊接过程焊缝点熔池处于水平或稍微下坡状态前提下,提出了一种主从协调跟踪的路径规划算法,以实现一台机器人夹持工件不断调整位姿满足船形焊的要求,另外一台机器人跟踪焊缝曲线实施焊接. 建立了协调系统数学模型,时间约束和空间约束,在此基础上规划了焊枪坐标系和工件机器人的位姿;并以马鞍形焊缝的焊接为研究对象进行了两个机器人的协调路径规划. 并对该算法所规划的结果进行试验验证. 结果表明,该算法可实现空间复杂曲线焊缝的连续焊接工作.     

航天器空间曲线焊缝VPPA自动化焊接装备开发和应用

为研制满足空间曲线焊缝的VPPA穿孔立焊的自动化焊接装备,采用大负载高精度的2自由度转台变位机,高精度的三维直线导轨以及6自由度焊接机器人,组成多轴联动的焊接机器人系统。通过对6自由度关节机械臂、双自由度转台变位机系统以及三维移动装置的集成,提出一种机器回路控制与人在回路控制并存的空间曲线焊缝焊接系统的宏微控制策略,实现对焊枪与焊缝相对位置的实时控制,使VPPA焊枪与焊缝的相对位置在空间曲线焊缝焊接过程中,始终处于垂直立向上的关系,实现穿孔立向上焊接。在大型铝合金密封舱体焊接生产中实现应用,替代进口,填补中国空白,意义重大。     

机器人焊接几何约束工件焊枪偏角的预规划

由于工件几何结构约束，机器人TIG焊接时焊枪不能处于最佳位姿施焊，因而需要事先分析焊枪偏角和提离距离的关系，进行焊枪姿态预规划。作者以机器人焊接火箭发动机几何约束焊缝为例，详细介绍了这类典型问题的求解，提出了一种区域划分法作为其通用直观的求解思路。实际应用表明，此焊枪姿态预规划方法取得了理想的焊接效果。该方法也能应用到各种几何约束焊缝的机器人焊接离线编程和预规划中。     

基于机器人的曲线焊接系统

针对曲线结构工件的人工焊接效率低、焊接质量不稳定、人工劳动强度大等问题,基于机器人设计出一种高效率和高精度的焊接系统。本系统采用机器人与PLC联合控制变位机的翻转和回转,使待焊工件的焊缝始终处于平焊或船形焊位置,利用触摸屏设置翻转速度和显示整个控制系统的工作状态,通过机器人与焊机的通讯及机器人在线示教编程,实现曲线结构工件的自动化焊接。为了保证焊接质量,采用接触传感和电弧传感功能精确寻位和实时修正示教轨迹。经实际应用表明,系统运行良好,达到了预期设计目标。