焊接生产线中COMAU机器人路径规划的研究

针对COMAU机器人系统的无碰撞路径规划问题,通过动态规划法解决了焊接无碰撞路径的规划,有效解决了焊接路径中碰撞和最短路径问题,实现了机器人路径的最优化。此外,把障碍物简化为一般多面体研究,解决了在多机械手系统中障碍物在机械手运动过程中产生机械干涉的问题,具有一定的科学理论基础和重要实用价值。     

一种求解机器人作业调度的智能优化算法

作业调度是多机器人管理控制的一个重要方面.研完了柔性机器人焊接系统中的作业优化调度问题,该系统中的机器人都具有一定的柔性,某些焊接工序由不同的机器人来完成,且不同工件所需的焊接时间也可以不同.采用蚁群优化算法求解机器人焊接系统的作业问题,并通过算例验证了该算法的有效性.     

基于三维视觉技术的自动化焊接机器人路径规划及实例应用

基于三维视觉技术,提出了自动化焊接机器人的焊接路径规划系统。系统采用索贝尔和拉普拉斯算法两种图像处理技术计算三维扫描点云的边缘并删除离群值,获得了最小的扫描及计算时间成本。该系统还为用户提供了一个方便的界面,既可以修改焊炬取向,又能用于开发新的焊接任务。将三维视觉技术成功用于复杂几何形状工件的测量与焊接过程。     

Planning of circle locus for multi-path/multi-layer welding robot with automatical error-correction

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｏｒｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｒｌｏｃｕｓｐｌａｎｎｉｎｇｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ,ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｐｌａｙｉｎｇｉｓａｋｉｎｄｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ.ＢｕｔｔｏｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｏｆｎｉｐｐｌｅｓｓｈｏｗｎｉｎＦｉｇ.1,ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｎｏｌｏｎｇｅｒｓｕｉｔａｂｌｅ,ｔｈｅｒｅａｓｏｎｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ:(1)Ｔｈｅｎｉｐｐｌｅｒｅｑｕｉｒｅｓｍｕｌｔｉｐａｔｈ/ｍｕｌｔｉ…     

Research on image segmentation of weld seam of oil derrick welded by arc welding robot

This paper puts forward a new method of PCNN (pulse-coupled neural networks) image segmentation, in which the binary matrix of the ignition frequency matrix is employed, for the first time, to act as the final result of image segmentation. It gives the principles of PCNN parameter selection under the guidance of this process. The new method reduces the dependence of PCNN on parameters, improves the effect of image segmentation, and produces good results after being applied to image recognition of weld seam of oil derrick welded by arc welding robot.     

某电厂圆形零件机器人智能焊接

采用机器人焊接某电厂圆形零件,制作焊接工艺评定规程,采用有限元分析方法优选焊道排布方案,在工件坐标系内建立每条焊道的起弧点坐标。使用机器人激光视觉对工件特征点进行抓取,结合三点定圆心算法拟合工件坐标系和机器人坐标系,从而对机器人工作台范围内任意放置的零件自动定圆心。根据大量熔敷成形试验,对每条焊道起弧点位置进行修正,并在拟合后坐标系内将修正后的起弧点坐标、优选的焊道排布方案编辑成机器人焊接路径程序,结合焊机内存储的焊接工艺程序,对在机器人工作台范围内零件智能定位,机器人自动行走并调用焊接工艺,实现智能焊接。最后对该圆形零件进行无损及理化检验,结果合格。创新点： (1)对特定零件焊缝的层、道分布及排布顺序,利用有限元分析方法,从多种路径中择优。(2)在特定零件和特定工艺条件下,将优选的焊接电弧的位置和行走轨迹程序化,赋予机器人实现自动焊接路径的内部依据。(3)通过机器人视觉定位零件的特征点,依据特定算法,得到零件在机器人系统的外部定位,从而实现优选焊接路径在机器人空间系统的统一。可免去零件定位找圆工序。     

机架双机器人焊接工作站计算机仿真技术研究

针对船用柴油机H型构件生产过程中的生产效率不高、焊接质量人为因素影响大、生产工人劳动强度高等问题,提出了双机器人焊接工作站系统的焊接技术方案.应用KUKA SIM Pro软件,建立了H型构件、三维滑轨、变位机、机器人模型,开展了H型构件双机器人工作站系统的焊接模拟研究,获得了组成系统的结构型式与有效尺寸,系统可有效地防止机器人发生碰撞和保证其手臂具有良好的可达性.为适应H型构件"L"型焊缝成形控制要求,提出了焊枪姿态控制方法,并经焊接实践得到了良好的"L"型焊缝成形.     

An approach of artificial neural network to robotic welding process modelling

Ａｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｔｏｒｏｂｏｔｉｃｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｍｏｄｅｌｌｉｎｇ￥ＬｉＹａｎ（ＨａｒｂｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷｅｌｄｉｎｇＪｏｈｎＮｏｒｒｉｓｈａｎｄＴ．Ｅ．Ｂ...     

基于UG的弧焊机器人离线编程系统开发

针对KUKA KR30L16型6自由度焊接机器人,应用UG/Open二次开发函数和C++编程语言,进行了基于UG可视化平台的离线编程系统开发,实现了焊接机器人系统和常用焊接工件的三维建模及组装、运动学求解、焊接轨迹规划、运动路径仿真与检测、焊接控制程序自动生成等功能。详细探讨了系统开发中的关键技术问题。仿真检测与试验结果表明,所开发的离线编程系统能够满足车间常用工件焊接的离线编程要求,提高了焊接生产效率。     

An intelligent approach to inspection qualification

In safety critical components, the capability of an inspection may need to be demonstrated by an independent process of inspection qualification (IQ). Due to the skill level of the manpower involved, IQ is both costly and time consuming. Therefore, an approach that can aid the production of the required documentation would be beneficial. This paper presents a practical example in the form of a case study, which demonstrates how an intelligent approach to IQ, utilising smart software operating within the context of a non-destructive testing Workbench, can be used to evaluate the capability of an ultrasonic inspection. This is accomplished using four interactive software tools which include: a beam-coverage analyser, a worst-case defect search engine, a flaw modelling expert system and a case-based reasoning system to retrieve previously measured data. This paper discusses the motivation for such an approach and the benefits it provides.     

逆向驱动焊接机器人NURBS轨迹规划

针对焊接机器人逆向运动学不易求解且多解或无解的缺点,提出一种基于ADAMS和MATLAB的逆向驱动轨迹规划方法,并采用非均匀有理B样条(non-uniform rational B-splines,NURBS)进行关节曲线拟合,并进行焊接机器人的运动学仿真.结果表明,与正弦曲线和五次多项式等传统规划算法相比,逆向驱动NURBS轨迹规划算法,获得的各关节角位移曲线光顺性较好,机械手各方向的位移误差均较小,误差小于1 mm,从而快速准确实现焊接机器人的预期轨迹,为焊接机器人轨迹规划提供了一种新思路.     

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.     

点焊机器人复杂轨迹逆运动学组合优化求解

针对6自由度点焊机器人复杂轨迹上多点焊接作业时的逆运动学组合求解问题,通过构建机器人运动学模型的非线性方程组,提出了一种离线编程的变进制变步长求解可逆优化迭代算法.该算法在给定位置优化目标下,每次迭代过程中,逐步缩小机器人每个关节变量变化值,同时依次做前进、后退、保持一步的试探判断策略,逐步迭代计算得到满足精度要求的数值解.通过对六自由度点焊机器人在复杂轨迹上作业的数值模拟,证明该算法设计简单,求解效率高,而且能在多组非线性方程组中优化组合所求数值解,同时保证机器人关节运动的平稳性.     

便携式关节型弧焊机器人的研制

介绍了一种便携式关节型弧焊机器人,着重阐述了该机的机械结构、控制系统硬件、控制软件开发等关键技术问题。     

开放式管道插接专用焊接机器人控制系统

针对管道插接形成的空间相贯线焊缝,开发了一套基于PC+PMAC模式的开放式焊接机器人控制系统.提出以焊缝位姿信息为基准的焊枪轨迹控制、焊枪姿态控制和焊接工艺参数控制的三位一体逻辑控制模式,实现了真正意义上的焊接机器人运动与焊接电源参数的集成化控制.提出连续参数控制和规划参数控制两种控制方法,建立了分层递阶结构的控制系统软件,实现了焊接过程的状态检测.结果表明,该控制系统适应性强,系统运行平稳可靠,能够很好的完成空间相贯线的焊接任务.     

一种新型的焊接机器人控制器

焊接机器人系统的核心是伺服系统,伺服系统电机位置的精确控制是焊接机器人技术的关键,传统的PID控制算法很难对其进行精确的自适应跟踪控制.介绍了一种改进型的神经动态规划(NDP)算法,其中模型模块用小波神经网络来替代,并针对焊接机器人伺服系统的电机位置进行精确的自适应跟踪控制.仿真结果表明,基于改进型NDP算法的控制器在鲁棒性、控制精度和控制效果都优于传统的PID控制器.     

基于自由漂浮空间机器人的空间焊缝跟踪

空间机器人可以在宇宙空间自由飞行或浮游,协助或代替宇航员完成空间焊接作业。以平面自由漂浮双臂空间机器人为对象,研究了焊枪跟踪空间焊缝的位置与姿态的路径规划问题。在双臂空间机器人运动学模型基础上,对焊枪末端点速度的计算方法进行了深入讨论和分析,进而将空间机器人双臂末端点速度的求解问题定义为一个高维空间搜索问题,并采用遗传算法对其进行了优化计算,最后提出了双臂空间机器人跟踪空间焊缝的运动规划算法,并通过直线与圆弧焊缝跟踪的仿真试验进行了验证和分析。     

基于蚁群神经网络的电阻点焊工艺参数优化

提出了一种神经网络与蚁群算法相结合的08Al钢板电阻点焊工艺参数优化方法.以试验数据为样本,通过神经网络建立焊接工艺参数与焊接性能关系之间的复杂模型,利用蚁群算法对焊接工艺参数进行优化,充分发挥神经网络的非线性映射能力和蚁群算法全局寻优能力.仿真试验显示了方法的有效性和优越性.     

一种应用于激光焊接轨迹规划的改进蚁群算法

传统的焊接轨迹需通过手工示教获得,示教存在柔性差、效率低、轨迹复杂等缺点. 对工业生产中的典型焊接图元进行建模,提出了一种改进蚁群算法：使用混合型信息素更新策略,提高了收敛速度并能够避免陷入局部最优,从而在较短时间内获得最佳焊接路径. 结果表明,通过仿真和实际加工验证了算法的有效性,并成功运用在激光焊接系统中.     

CO2焊电流波形在线自适应控制系统

介绍了一种针对短路过渡的CO2焊接过程的电流波形在线自适应控制系统。它通过以短路过渡频率和电弧声能量，作为表征和传感焊接过程稳定性和飞溅的参数，建立了焊接规范和波形控制参数的神经网络优化模型，采用神经网络自适应调整PID参数的双闭环波形控制算法，实现对焊接过程的在线自优化实时控制。试验结果表明，采用该控制系统的焊机，实现了焊接规范及波形控制参数的自动匹配和优化，同时降低了焊接过程飞溅，提高了熔滴过渡的稳定性。