弧焊机器人轨迹规划及应用研究

机器人弧焊技术,因焊接质量稳定、生产效率高等优势,在汽车工业中得到广泛的应用。在建立机器人弧焊工作单元的基础上,本文分析研究了弧焊工作站运动仿真、离线编程的实际应用及影响焊接质量的因素。通过使用轨迹优化仿真软件,指导焊接工装设计,降低投资成本;进一步的离线编程的使用使得虚拟轨迹与真实机器人运动轨迹挂钩,提高了工作效率和可靠性。通过实验对比及弧焊工作站的调试,讨论了焊接电流、焊接电压、机器人焊接速度对焊接质量的影响。     

弧焊机器人工作站协同作业研究

采用耦合规划方法,对弧焊机器人/变位机工作站和多机器人焊接工作站的协同作业路径进行规划。利用自主开发的协调路径规划器,构建弧焊机器人工作站仿真模型的驱动函数,完成了马鞍型焊缝和螺旋线焊缝的协同作业仿真实验,验证了协同作业路径规划方法的正确性和可行性。     

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。     

弧焊机器人协同作业的实践与探索

文中针对目前单体弧焊机器人应用中存在的问题,在使用弧焊机器人工作站的基础上,以典型结构件焊接为例,分析总结了弧焊机器人协同作业的优势与应用前景,探讨了弧焊机器人协同作业的要素,同时对弧焊机器人工作站的研究应用前景进行了展望,为今后弧焊机器人协同作业技术的研究、推广与应用打下良好的基础。     

弧焊机器人的离线编程和轨迹控制

弧焯机器人作为一种自动化焊接设备,其自动化程度在很大程度上取决于程序的编制.目前的工业机器人离线编程平台,可进行机器人作业系统的建模、简单作业程序的编制和作业过程仿真演示.对于由不规则曲线段构成的复杂焊接路径编程,可通过对离线编程软件的二次开发来实现.试验证明,离线编程软件经二次开发后可用于各种高质量弧焊作业的编程.     

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。     

弧焊机器人用数控焊变位机的研制

依据现有进口弧焊机器人的技术特点和工作要求，研制了与之配套的数控焊接变位机。该机工作台进行旋转和倾斜两个运动，可使工件在最佳的位置进行焊接，与弧焊机器人一起构成了柔性加工单元。在实际焊接应用中，效果良好。     

基于ObjectARX的机器人弧焊离线编程系统

介绍了一种新的机器人弧焊离线编程系统开发方法，即在高性能PC机和AutoCAD2000平台上，运用其最新的开发工具--ObjectARX进行二次开发，并利用此方法成功地开发出了一个通用的机器人弧焊离线编程系统。按照功能不同，此系统分为10个功能模块，其中典型的模块有建模模块（包括几何建模和运动学建模）、离线编程模块、程序转换模块等。     

基于VC＋＋的弧焊机器人离线编程系统设计

针对MOTOMAN-UP系列机器人,在PC机的Windows平台上利用VC++开发了弧焊机器人离线编程系统.介绍了该系统的组成、功能及其设计方法.该系统能对任意马鞍形工件规划出焊枪的运动路径与姿态,且按比例同步显示工件;集成了机器人通信模块和运动学仿真模块,并自动导入工件,不仅能单步生成作业指令,而且可自动生成作业文件;采用OpenGL技术建立三维工件模型,实现工件的显示、旋转、缩放等功能.通过以太网,对PC机中的作业程序和机器人控制器中的作业程序进行相互传输,实现了弧焊机器人的离线编程及远程控制.     

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PMAC的开放式弧焊机器人控制系统

针对V01弧焊机器人控制器结构封闭，不能进行离线编程和集成焊接传感器的缺点，设计了一种基于PMAC的开放式机器人控制器。文中给出了控制器分层的系统体系和结构化的功能单元组成的控制系统体系结构，根据该体系结构设计了机器人的伺服系统和控制器的硬件结构；采用面向对象技术和模块化的思想开发了系统的控制软件。     

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。     

机器人焊接系统中变位机的设计

通过机车风缸机器人焊接系统中变位机的设计实例，介绍了机器人焊接系统中变住机的设计思想及结构特点。还介绍了弧焊机器人的特点和焊接功能。     

基于PMAC的开放式弧焊机器人系统接口设计

以DC400为例,介绍了传统焊接电源的焊接参数和焊接状态量的改进方法,采用霍尔元件设计了监控焊接机器人关节极限位置的方法,以实现焊接参数的数字给定和焊接状态量的自动控制和状态监控.介绍了PMAC与上位机软件的接口方法,给出了通信过程中关键的函数和使用方法,实现了两者间的数据通信.试验结果表明,提出的接口设计可以较好地实现焊接机器人系统的集成.     

锅炉焊接机器人离线编程系统

主要研究开发了适于锅炉焊接的机器人离线编程系统。针对锅炉件的特点，建立了该空间焊缝的特征坐标系，并设计特征提取算法，进而规划出焊枪的运动路径与理想姿态，建立了典型的锅炉工件、日本安川SK6机器人等运动仿真环境。根据日本安川机器人程序的语言格式，采用该软件自动生成了机器人程序．对锅炉焊接过程进行了离线仿真试验，验证该系统是切实可行的。     

基于现场总线的智能弧焊机器人的研究

针对国内当前弧焊机器人的研究现状,采用嵌入式16位微控制器和CAN现场总线,提出了基于CAN总线的智能弧焊机器人的软、硬件设计方案：在传统示教再现型机器人系统模型的基础上,构建了计算机实时控制的新型弧焊机器人系统,并且给出了智能孤焊机器人设计中几个关键问题的解决办法和网络化控制思路。     

典型曲线焊缝的焊接变位机运动规划

对焊接变位机运动规划的任务进行了分解，建立了旋转倾斜型焊接变位机使待焊点处于最佳焊接位置时的数学模型，并编制了求解程序，对空间螺旋线型焊缝进行了模拟。     

Study on DC welding parameters of Al-alloy shaping based on arc-welding robot

The Al-alloy arc-welding shaping system based on arc-welding robot is established, and the Al-alloy shaping manufacture is realized with the DC （direct current） gas metal arc welding （GMAW）. The research indicates that the metal transfer type of DC GMA W, heat input and the initial temperature of the workpiece greatly affect the Al-alloy shaping based on arc welding robot. On the penetration, the weld width and the reinforcement, the influence of welding parameters is analyzed by generalized regression neural network （GRNN） fitting.