基于知识的弧焊机器人焊接参数二次优化

提出了焊缝特征坐标系的概念,采用焊缝特征坐标系来描述各种焊接接头复杂空间焊缝的焊接位置,并将复杂空间焊缝分解为“立坡焊”和“横坡焊”两种简单焊接位置的组合。提出并建立了基于知识的焊接参数二次优化的思路和相关软件系统,引用齐次变换技术求解空间焊缝的转角β和倾角α,并根据β、α和相关知识库进行焊接参数的模糊推理实现焊接参数二次优化。     

弧焊机器人典型工件建模与姿态规划研究

采用“搭积木”的思想提取复杂工件焊缝的特征信息,针对提取工件的特征信息提出并建立了焊缝的特征坐标系;对典型焊缝基于AutoCAD的二次开发建立数学模型,推导出任意马鞍型曲线焊缝上任意焊点的特征坐标系在基准坐标系上的投影矢量,进而获取机器人焊枪尖端的坐标系相对基准坐标系转换矩阵。这一研究对空间曲线的孤焊机器人离线编程提供了重要的技术支持。     

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.     

弧焊机器人系统协调焊接的路径放置规划

以RHJD4－1九自由度弧焊机器人系统协调焊接情况为研究对象，提出了以变位机冗余自由度为变量、以保证焊接路径规划成功为约束、以变位机运动变化最小为目标的路径旋转规划问题的规划模型，并以1200mm长直对接焊缝为例进行了仿真试验，结果证明该规划模型可以有效地实现由机器人和变位机组成的复杂系统的最优路径旋转规划。     

手弧焊的焊接工艺参数

某一种焊接方法的焊接工艺参数,应该是指哪些焊前能预先确定其数值并在焊接过程中能够贯彻实行的参数。因此,手弧焊时的主要焊接工艺参数是指焊条直径、焊接电流和焊缝层数。     

弧焊机器人工具参数标定

通过在末端安装不同的操作工具,可以利用机器人来完成各种作业任务,而工具参数的准确度直接影响着机器人末端的轨迹精度,因此研究一种准确、快速的工具参数TCF（Tool Control Frame)标定方法具有重要的意义,本文提出了一种标定工具参数的方法,该方法不仅可以标定工具参数的位置向量,还可以标定出姿态矩阵,利用该方法对本实验室的RHJD4-1弧焊机器人的工具参数进行了标定,标定结果表明,该方法是一种简便、可靠的机器人工具参数标定方法,并设计制造了标准工具参数标定杆,可保证在更换钨极或误动作导致碰撞载具的情况下,不需要重复执行工具参灵敏标定过程,就可以很方便,准确地实现工具校正,该方法也同样适用于其它类型机器人的工具参数标定。     

基于轨道焊接机器人的马鞍形焊缝焊接技术研究

结合自行研制的轨道式全位置焊接机器人,分析了马鞍形焊缝焊接运动轨迹及马鞍形焊接运动数学模型,探讨了其运动系统工作原理和四轴伺服驱动系统控制的柔性功能,提出了利用该机器人解决马鞍形坡口焊接的技术方案,并设计了基于示教功能和基于数学模型马鞍坡口控制器,成功应用于马鞍形坡口的现场焊接实验,取得了预期的结果。     

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.     

弧焊机器人的应用与发展

简要介绍了弧焊机器人特点和应用现状，着重论述了弧焊机器人应用新技术，并对弧焊机器人的应用技术难点进行了分析以及对弧焊机器人的发展趋势进行了概括。     

基于焊接机器人的关节空间轨迹规划方法

针对"昆山一号"机器人关节空间运动的实际需求,结合机器人实时轨迹插补算法,提出了关节空间轨迹规划方法.运用离线编程软件仿真得到机器人末端运行轨迹,路径平稳连续.通过MATLAB 仿真得到机器人各个关节角度变化曲线和关节速度变化曲线,关节角度曲线平滑连续,关节速度曲线合理无突变.关节空间规划方法也可以应用在由变位机、导轨和机器人组成的多轴系统中,运行轨迹连续稳定,速度曲线满足工艺要求.该方法应用于"昆山一号"焊接机器人中,满足焊接实时调速和实时调整轨迹的需要.规划结果表明关节空间规划方法是合理正确的.     

骑座式相贯线焊缝焊接机器人连续轨迹规划

采用弗莱纳-雪列矢量对焊枪端点的运动轨迹进行了有效地规划,针对相贯线焊缝焊接机器人的焊接要求,推导出了轨迹的时间函数和焊枪的规划矩阵,为骑座式相贯线焊缝焊接机器人的轨迹控制提供了依据和算法支持。然后通过Matlab仿真软件对一相贯线焊接轨迹进行仿真,结果表明:依此方法对焊枪端点轨迹规划可以有效地完成焊接过程焊枪轨迹控制。     

纠偏技术在弧焊机器人路径规划中的应用

基于OpenGL技术开发的MOTOMAN-UP20孤焊机器人离线编程系统在实际焊接过程中存在较大的位置误差,为解决此问题,提出了一种实时纠偏方法.该方法首先通过最优路径规划减小位置误差.然后利用计算机输出实时纠偏信号来修正机器人运动轨迹,从而减小机器人运动系统产生的各种误差.实验结果表明,该方法能有效提高机器人运动轨迹的精确度,从而提高焊接质量.     

焊接机器人故障诊断及维修技术

通过对弧焊机器人系统的故障分析及处理，对故障产生的原因，机理进行分析，并提出了相应的维修方法，对于系统或外围系统的设计制造缺陷进行了改进性维修，以避免故障的重复性，从而进一步提高了焊接机器人的可靠性和适用范围。     

弧焊机器人MOTOMAN—UP20离线编程系统

弧焊机器人离线编程系统(Offline-Programming system for Arc Welding Robot)是目前机器人研究领域最活跃、最前沿的研究方向.介绍了国内外弧焊机器人离线编程系统的发展现状和发展趋势.以Motoman-UP20弧焊机器人为例,集成了机器人通信模块MOTOCOM32和运动学仿真模块ROTSY并同步导入马鞍形工件,不仅能单步生成作业指令,且可自动生成作业程序,并对焊接过程进行了离线仿真试验,验证该系统切实可行.此外介绍了弧焊机器人离线编程系统的构成.     

智能弧焊机器人的运动学建模

对智能弧焊机器人的实时轨迹跟踪问题,提出了一种新的运动学建模：焊缝切线法。该方法是根据焊缝跟踪系统判断焊缝的弯曲程度,确定机器人的运动学模型。用该方法建立了四轮移动机器人的运动方式和机器人终端效应器(焊枪)的运动方式之间的关系。试验结果表明,该模型具有良好的控制特性和精确性,能满足焊接工程应用的要求。     

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.     

混合式弧焊机器人编程语言

在对机器人语言的特点和系统构成分析的基础上,开发了混合式弧焊机器人语言.该语言除了具有一般程序设计语言所必需的顺序、分支、循环和子程序以外,还具有弧焊机器人所必需的机器人运动控制和焊接等相关功能.为了实现这些功能,设计了HAWRL的数据表示方法、指令集和变量,提出了数据和程序分离的程序结构形式.从而使得HAWRL兼有机器人级机器人语言简单易用以及任务级机器人语言编程效率高的优点.试验表明,应用HAWRL可以高效、快速、容易地生成机器人程序并被正确地执行;同时,它也提供了机器人和外部设备的统一接口.     

气体保护焊参数与焊接烟尘产生的关系

通过试验研究了焊接速度、电弧电压和焊接电流等工艺参数对焊接烟尘发尘量的影响规律.分析了不同的焊接方法和熔滴过渡形态对焊接烟尘的影响.进一步探讨了气体保护焊参数与焊接烟尘产生的关系,使烟尘发尘量降到最低.     

弧焊机器人起始焊接位置图像识别与定位

起始焊接位置的识别和定位是实现机器人智能化焊接的第一步,在分析焊缝接头类型的基础上给出了起始焊位的定义.采用CCD摄像机在自然光条件下获得待焊工件图像,由起始焊位的定义分析了起始焊位识别的方法.提出一种局部范围内由粗到细的两步精确定位方法.首先求取焊缝和工件边界交点作为初始值.第二步以该点为中心建立一个小窗口,在此局部范围内检测角点.根据设定的判断标准,可充分利用原图像的丰富信息和边缘提取后的结构化信息.结果表明,对规则焊缝,初始值与实际初始焊位能很好吻合,而对不规则的焊缝,初始值偏离实际位置.文中提出的两步定位方法则能准确的识别和定位具有明显边界的规则和不规则焊缝的初始焊接位.