双机器人协调焊接任务规划及仿真

针对复杂曲线焊缝,对一台机器人夹持待焊接的工件,另一台机器人对物体进行焊接的双机器人协调焊接运动问题展开研究,建立了双机器人协调焊接坐标系,采用非主从式运动学轨迹规划,给定待焊接物体上某一点u的位姿,通过点u到焊接机器人和夹持机器人工具末端的两个约束矩阵,分别计算得到焊接机器人和夹持机器人的末端轨迹;焊接过程采用船形焊缝约束,保证焊枪与焊缝在弧焊过程中始终处于接头成形良好的位置,建立双机器人协调焊接Solidworks-SimMechanics仿真平台,并对一个管道直角钢制弯头的协调焊接进行了运动学轨迹规划和仿真.结果表明,建立的平台能精确和有效地对双机器人协调焊接运动进行任务规划和分析,机器人运动轨迹与规划的轨迹一致.     

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。     

双面双弧焊机器人主从协调运动控制

为了实现低合金高强钢厚板机器人焊接,研究了一种不清根的双面双弧焊机器人柔性加工系统,系统采用集散控制,双面双机器人采用主从协调控制策略,Motoman机器人为主手(正面),KUKA机器人为从手(背而),建立该系统协调运动的算法模型,根据主手焊枪末端位置和姿态,以工件基准路径平面为对称面,经过运动学坐标变换,推导出背面从...     

双机器人松协调焊接过程无碰路径规划

针对两台机器人在同一工作区间进行焊接工作可能发生碰撞的问题,提出一种基于"假设修正"策略和遗传算法的无碰路径规划方法. 利用球体和圆柱体建立机器人包络模型,根据空间几何理论求出包络模型之间最短距离解析式. 以理想约束条件,得到假设路径. 建立与弧焊焊接质量、点焊最短路径等相关的适应度函数,通过遗传算法搜索出无碰位形. 以螺柱焊接工位为实例,运用仿真软件进行无碰路径规划工作. 结果表明,方法正确可行,为双机器人规划出优质无碰焊接路径.     

基于双蚁群算法的双机器人路径规划方法

针对双机器人协同作业时的路径规划问题,在蚁群算法的基础上提出一种双蚁群路径规划方法。通过轮候选择机制,使2个不同的蚂蚁群能合作完成所有的作业任务。在蚁群迭代过程中,利用同种群蚂蚁之间信息素的正反馈作用,优化蚁群的移动路径;利用不同种群蚁群之间信息素的负反馈作用,降低2个蚁群之间的冲突,找到2台机器人的最优移动路径。仿真结果表明：该算法具有收敛性,能同时实现双机器人的任务分配和路径规划,且路径规划结果优于现有的双机器人路径规划算法。     

弧焊机器人焊接姿态与工艺参数联合规划

在现有Motoman UP20弧焊机器人系统上进行二次开发,将人工神经网络技术成功地应用于弧焊机器人焊接姿态与焊接工艺参数的联合规划中.利用MATLAB神经网络工具箱对试验数据进行训练和仿真.凭借人工神经网络自学习功能,建立了焊接姿态与焊接工艺参数联合规划数据表.利用MATLAB软件编制程序,自动提取典型的马鞍形焊缝几何位姿,结合已有数据表编制机器人作业程序,进行马鞍形焊缝工件试焊.所得的马鞍形焊缝成形良好,与人工神经网络的仿真结果相吻合.     

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。     

基于人工蜂群算法的双机器人路径规划分析

针对手动液压搬运车车架主焊工序双机器人同步焊接路径规划问题,文中引入虚拟点将多旅行商问题转化为单旅行商问题,选用换位表达编码方式对车架焊缝编码,然后采用基于状态转移策略的人工蜂群算法建立双机器人同步焊接数学模型,仿真求解全局最优焊接路径的较好近似解,并与改进的自适应遗传算法以及人工鱼群算法做了仿真对比试验.结果表明,人工蜂群算法不会过早停滞,具有较快收敛速度,较其它两种算法更能缩短焊接工时,基于人工蜂群算法的双机器人路径规划方法能有效解决搬运车车架主焊工序双机器人同步焊接问题.     

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。     

基于双机器人协调焊接标定算法

针对双机器人协调焊接任务,对双机器人工具坐标系（TCF）及基坐标系的标定进行研究,提出一种利用四元数法进行位姿坐标表示的工具标定算法以及"基于公共靶标的三点两步法"的双机器人基坐标系标定方案.根据向量的旋转理论,推导出四元数与旋转矩阵的对应转换关系,简化了TCF标定计算.将标定获得的两初始旋转矩阵差值的F-范数作为优化目标函数,利用拉格朗日乘数法进行优化求解,获得双机器人标定的精确值.最后采用上述标定策略进行了TCF标定及双机器人标定试验.结果表明,该方法可有效减少标定误差、提高标定精度.     

基于机器人的多层多道马鞍形焊缝自动焊接应用研究

针对含盆形坡口的马鞍形焊缝的多层多道焊,研究了一种基于工业机器人的自动化焊接方法,包括机器人运动轨迹规划、焊道排布、焊枪姿态设定、焊接参数设定、起弧收弧优化、自动排道软件设计等具体内容,并且针对3种不同规格的工件进行了焊接试验。试验结果表明,该方法能充分保证焊接质量和成形效果,同时还具有广泛的适用性。     

Path planning for MIG surfacing of robot-based remanufacturing system

Robot-based remanufacturing system can scan the worn parts and develop the corresponding models, compare them with the standard model, calculate the weld deposit, implement welding path planning, and repair the worn parts with MIG surfacing automatically. This paper investigates the welding path planning after calibrating, scanning and model rebuilding. The following aspects are contained： introducing the planning principle, selecting the suitable welding process based on welding parameters （current and speed）, calculating welding overlap quantity by the superposition method. Also, it has been verified that good weld profile can be obtained with the optimized parameters.     

改进的Otsu法在焊接图像分割中的应用

为把焊缝区域准确地从焊接图像中分离出来,以便进行焊接质量的在线分析,本文针对焊接图像灰度级多、信息量大、对比度低、图像部分细节模糊等特点提出了一种新的改进的Otsu法,在考虑类间方差和类内方差对图像分割效果影响的基础上,用方差信息代替均值信息,构建了焊接图像分割阈值算法,用以提高焊接图像的分割质量和图像实时处理的速度.实验结果表明,本文所提出的算法达到了很好的焊接图像分割效果,图像分割耗时短,相对于目前的图像分割方法具有明显的优越性,是一种有效的焊接图像阈值分割方法.     

Study on path planning and compensation of off-line programming for thick walled curve welding

Thick walled curve welding are usually joined by multi-layer and multi-pass welding,which quality and efficiency could be improved by off-line programming of robot welding. However, the precision of off-line programming welding path was decreased due to the deviation between the off line planned welding path and the actual welding path. A path planning algorithm and a path compensation algorithm of multi-layer and multi-pass curve welding seam for off-line programming of robot welding are developed in this paper. Experimental results show that the robot off-line programming improves the welding efficiency and precision for thick walled curve welding seam.     

Seam-tracking based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot

A new seam-tracking method based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot is proposed in order to improve the response lag of the mobile robot and the high frequency oscillation in seam-tracking. By using a front-placed laser-based vision sensor to dynamically extract the location of the weld seam in front of torch, the trend and direction of the weld line is roughly obtained. The robot system autonomously and dynamically performs trajectory planning based on the isometric approximation model. Arc sensor technology is applied to detect the offset during welding process in real time. The dynamic compensation of the weld path is done in combination with the control of the mobile robot and the executive body installed on it. Simulated and experimental results demonstrate that the method effectively increases the stability of welding speed and smoothness of the weld track, and hence the weld formation in curves and corners is improved.     

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。     

基于轨迹动态规划的移动机器人焊道自动跟踪

针对大型构件复杂轨迹焊缝自动焊中的移动机器人跟踪控制滞后和焊接轨迹频繁振荡等问题,提出一种基于轨迹动态规划的焊道跟踪方法. 利用结构光传感器检测区域超前于电弧的优势,实时获取焊接区前方焊缝位置特征信息实现对焊道轨迹宏观走向的超前感知,基于焊道等距逼近思想动态规划移动机器人运动轨迹,结合电弧传感技术实时检测焊接偏差信息,通过机器人本体与机载执行机构的协同控制对焊接轨迹进行动态补偿. 结果表明,该方法提高了复杂轨迹焊缝跟踪中焊接速度一致性及焊接轨迹平滑度,改善了焊道弯曲或折角处的焊缝成形质量.     

再制造成形系统中的焊接路径规划

在实现系统标定、零件扫描建模的基础上,对焊接机器人的路径规划进行了研究阐述了规划原理,得出一系列的规划参数;进行了焊道重叠量的计算,分析比较不同重叠量的焊接效果;进行了软件实现,指导零件的堆焊修复,效果良好.     

旋转电弧双丝串列焊焊缝跟踪

从时域波形、统计特征、自相关特性以及互相关特性等方面分析了旋转电弧双丝串列焊焊接电流的变化规律.结果声明,当空载电流增大时,前置焊丝上的焊接电流成正弦波动,并具有明显的自相关特性,表明空载电流的增大有助于提高电弧传感的灵敏度,但同时前后焊丝上的焊接电流互相关系数变大,说明二者相互影响增加.当空载电压增大时,电弧的挺度增加,前置焊丝上的焊接电流正弦波动变小,电弧传感的灵敏度变差.设计了软阈值小波滤波算法和分段参数自调整模糊控制算法,实现了双丝串列焊水平弯曲角焊缝跟踪,焊接速度达到90 cm/min.