基于UG信息的机器人搅拌摩擦焊离线编程

由于搅拌摩擦焊具有工艺锻压后倾角的特性，常用的机器人位置，方位控制指令及通用的离线编程软件不能很好的解决机器人搅拌摩擦焊三维空间曲线焊接程序的编程，基于此目的，开发了一种基于UG代码信息及VB程序后续处理的方法进行三维空间曲线机器人搅拌摩擦焊焊接程序的离线编程。     

基于UG/Open的机器人复杂曲线离线编程系统设计

为解决工业机器人复杂曲线焊接低效问题,提出基于UG/Open的机器人离线编程方案。通过UG/Open建立机器人和工件装配虚拟模型,获取曲线关键点坐标并解算曲线方程,然后以直线插补方式实现轨迹拟合,生成运动指令发送至机器人,使实体机器人完成复杂曲线路径的运动,完成焊接过程。弧焊实践证明,该方式高效可靠,焊接质量较好,提高了工业机器人复杂曲线轨迹的适应能力。     

弧焊机器人编程技术研究

弧焊机器人自动化水平的发挥在很大程度上取决于编程技术。目前的机器人离线编程平台可进行弧焊机器人一般作业程序的编制和作业过程仿真。对于复杂焊接路径编程,可通过对离线编程软件的二次开发来实现。实验证明,二次开发后的离线编程软件可胜任各种高质量弧焊作业的编程。     

基于RobCAD软件的焊接机器人离线编程

针对焊接机器人的离线编程展开,重点介绍了利用RobCAD辅助机器人离线编程的方法.运用了SolidWorks的三维建模技术建立机器人模型并模拟了焊接机器人的工作环境,同时结合RobCAD的虚拟仿真技术实现了焊接机器人的离线编程和仿真,最终得到离线程序.基于RobCAD的编程作为整体离线编程方法的一部分,通过验证,其输出结果能够满足后续编程步骤的需求.     

6R机器人工具端的运动学建模及仿真

工业机器人实现加工作业时,工具端沿加工轨迹运动,且要满足加工的位姿要求。为了控制机器人末端工具工作点相对于工件的轨迹和位姿,建立面向工具坐标系的机器人运动学模型对机器人离线编程有重要意义。通过将工具坐标系与机器人连杆坐标系分离,研究针对工具坐标系的机器人运动学正、逆解。提出一种余弦定理结合圆心角定律的机器人空间三点圆弧轨迹规划方法,通过调用OpenGL图形库,进行机器人空间圆弧轨迹运动仿真,验证了算法的正确性,为本研究条件下机器人离线编程打下理论基础。     

基于Solidworks的工业机器人离线编程系统

应用Solidworks API二次开发函数及VC++编程语言,开发了Solidworks环境下运行的工业机器人离线编程系统,实现了FANUC M-900iA/350型工业机器人位姿坐标计算、机器人逆运算及作业程序自动生成等功能。经过与Roboguide仿真结果对比证明,该离线编程系统稳定可靠。     

喷涂机器人喷枪轨迹规划的优化算法研究

在建立了喷枪位姿模型和自由曲面上的涂层厚度数学模型后,提出了喷涂机器人喷枪轨迹规划的优化算法,并利用极大极小法进行求解.计算机仿真结果论证了本算法和数学模型的有效性,为离线编程系统的建立奠定了基础.     

弧焊机器人系统的相交管路径规划

基于ABB1410弧焊机器人系统,研究了实现自动焊接相交圆管接缝的路径规划技术。在工件坐标系下建立了相应的数学模型,针对机器人焊接相交管的空间曲线焊缝的特点,结合弗莱纳-雪列三元空间矢量原理,求出了该空间焊缝路径上各离散点的位姿矩阵,并对焊枪的焊接姿态进行了规划。同时,给出了一种在实际焊接时标定斜交管坐标系和机器人基座标系之间关系的方法。利用Robot Studio软件对焊接运动轨迹进行了动态仿真和离线编程,实际焊接实验证明了所研究的路径规划算法的可行性,提高了焊接机器人各关节运动的平稳性,对实际生产有一定意义。     

基于单目视觉的双机器人协同标定技术

由于机器人的基坐标系隐藏在底座内部,导致双机器人基坐标系间位姿关系的测量变得十分困难,而该关系作为机器人离线编程、协同控制的基石,对于多机器人系统的正常工作至关重要。为此提出了基于单目视觉的协同标定方法,利用单目视觉和棋盘格标定板求解双机器人基坐标系间位姿相对关系并使用激光跟踪仪标定法作为对照对双机器人基坐标系关系进行了标定,并通过双机器人位姿协同实验对标定的结果进行验证,最终得到基于单目视觉的协同标定方法所对应的双机器人位置协同误差最大值为1.278 mm,最小值为0.601 mm;姿态协同误差最大值则为0.481°。     

焊缝位姿及焊枪位姿的模型

针对机器人弧焊条件下的特殊要求,建立了焊缝位姿和焊枪位姿模型,以坐标系的形式定量描述焊缝及焊枪的位置和方向,确定了能够准确且严格地描述焊缝的焊接位置和焊枪姿态的参数：焊缝倾角、焊缝转角及焊枪工作角和行走角,并给出了计算方法。上述参数不但计算简便,而且可以直接代表焊接位置和焊枪姿态对焊接质量的影响因素。模型对于焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有非常重要的意义。     

基于UG二次开发的工业机器人作业仿真系统设计

为了在一般CAD软件中实现符合企业需求的工业机器人运动仿真,通过采用UG软件二次开发技术和C++程序,构造了与UG无缝集成的工业机器人作业仿真系统。设计了包含人机接口层、作业管理层、UG支撑层的仿真软件体系结构。针对UG运动模块难以进行二次开发的问题,通过对UG装配模块的二次开发来实现机器人运动仿真。机器人运动过程碰撞检测功能则由UG间隙检查模块的二次开发实现。仿真软件现已成功地应用于汽车门框焊接机器人的作业仿真及布局设计。     

基于UG／OPEN GRIP的机器人堆焊路径规划

通过UniGraphics二次开发平台UG／OPENGRIP实现切片和路径规划算法,完成UG模型的切片、路径规划的自动生成。对机器人代码生成系统进行了介绍,并将RP技术与熔焊技术相结合,利用UG二次开发对三维实体进行直接适应性切片,提高了切片的速度,克服了传统切片方法由于采用三角形面片逼近三维物体模型所引起的精度不高的问题。另外,针对不同的零件类型采取不同的路径规划方法,形成连续运动路径,从而不同程度地提高了成型效率和零件的成形质量。     

基于UG/OPEN GRIP的机器人堆焊路径规划

通过UniGraphics二次开发平台UG/OPEN GRIP实现切片和路径规划算法,完成UG模型的切片、路径规划的自动生成.对机器人代码生成系统进行了介绍,并将RP技术与熔焊技术相结合,利用UG二次开发对三维实体进行直接适应性切片,提高了切片的速度,克服了传统切片方法由于采用三角形面片逼近三维物体模型所引起的精度不高的问题.另外,针对不同的零件类型采取不同的路径规划方法,形成连续运动路径,从而不同程度地提高了成型效率和零件的成形质量.     

Acquisition and optimization of weld trajectory and pose information for robot welding of spatial corrugated web sheet based on laser sensing

Robot welding provides us a new inexpensive technology to fabricate corrugated web H-beam compared to traditional mill process. The key and challenged technology to realize the intelligent welding of the spatial curve seam is to acquire the trajectory and pose information. A practically viable and robust method based on laser sensing was proposed to solve the aforementioned key problem. Firstly, robot, laser sensor, CCD camera, encoder, working station, and computer to control the robot were integrated into a system. Next, the trajectory information was acquired by laser distance ranging sensor and encoder based on triangulation theory. The filtering and smoothing algorithm was developed to accurate the web data. The posture was established based on the trajectory information. The interactive communication between the computer and robot was established to in time control the moving of the robot. Lastly, the data which were processed by the improved amplitude-limiting filtering algorithm were transmitted to the robot. The robot executed the program files in order to complete the welding process. The results show that this method has a high practicality in robot automatic welding of corrugated web H-beam.     

激光焊接机的优化设计与运动仿真

针对动力电池外壳的激光密封焊接技术,设计了激光焊接机的结构方案,采用X/Y轴直线电动机模组、Z轴线性模组,完成了电池壳四条边及其圆角的一次性焊接。利用UG对整机进行了运动仿真分析,采用ANSYS Workbench软件,完成了立柱和横梁的优化设计。对提高动力电池的焊接质量和效率具有重要作用。     

新型激光传感器在弧焊机器人上的应用

介绍新型激光传感器在弧焊机器人上的应用,分析其优点及其在焊接过程中要完成的功能。     

不等厚板激光拼焊生产线中的机器人设计

主要介绍了不等厚板激光切割拼焊生产线中用来搬运板材的机器人的设计方案及控制方法。     

焊接技术与装备在汽车行业的应用及发展趋势

从自动化焊接技术、中频焊接技术、伺服技术、弧焊技术、激光焊接技术、等离子焊、搅拌摩擦焊等方面,简述了当前焊接技术及装备在汽车行业的应用情况,分析指出焊接机器人自动化柔性生产系统、先进制造技术、自动控制技术以及计算机与信息技术的应用,是未来汽车工业焊接技术发展趋势。     

光纤激光焊接的碳排放建模与多响应评价

全球暖化的背景下,环境影响与制造质量的协同探究成为了研究热点之一。激光焊接广泛应用于汽车、航空航天、轨道交通等制造业,但其碳排放高、能量利用率低。因此,亟需对激光焊接工艺的碳排放特性进行研究,并协同焊接质量展开综合评价。通过搭建激光焊接的碳排放监测平台,分析激光焊接平台各系统(激光发生器、冷水机、机器人、保护气体系统)的碳排放特性,构建激光对接焊的碳排放模型,计算了各系统不同阶段的碳排放占比。采用最优拉丁超立方采样法,开展激光对接焊实验,将拉伸强度和焊缝完整性作为焊接性能的评价指标,分析了激光工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)对碳排放和焊接性能的影响。实验结果表明,焊接速度对碳排放影响最大,而激光功率对拉伸强度和焊缝完整性的影响最大。对于三个响应指标,激光功率呈正向作用,而焊接速度呈负向作用。根据提出的多响应综合评价方法,对25组激光对接焊的实验结果进行了评分与优劣排序。提出的方法可为激光低碳制造的工程评价提供一定的参考。     

Worn area modeling for automating the repair of turbine blades

The current repair process for worn-out turbine blades and blisks is very manual, and experience based and hence is error-prone. It requires sophisticated CNC-driven (Computer Numerical Control) laser equipment to replace manual welding for the repair. This paper presents an innovative strategy that can lead to the automation of laser welding and cladding. The project makes use of reverse engineering techniques to capture the geometric shape of the worn area by digitized point cloud and nominal geometry. The core software technologies include four aspects: (i) point-to-surface-best-fitting technology that puts the point cloud coordinate system nominal CAD (Computer Aided Design) coordinate system, (ii) a procedure to extract a worn boundary that automatically separates the worn area and the undamaged area, (iii) geometric model representation for the worn area, and (iv) generation of an STL file to drive the CNC laser machine. The tool has been implemented using UG API (Unigraphics Application Programming Interface). Some experimental results have shown that the presented strategy is efficient for repair automation.