复杂曲面激光焊接机构运动仿真及加工路径规划

发布时间：2020-11-03 08:27

　　 随着中国2025制造强国战略全面推进的背景下,工业机器人成为了自动化生产的重要组成部分。工业机器人在保证产品品质的同时,高效的完成工作任务,改善了工人整体的生产环境,提高了产品的制造效率。伴随着汽车行业的快速发展,以焊接机器人为代表的自动化焊接机构在实际生产中得到广泛应用。目前,路径规划问题成为自动化焊装领域的研究重点。在白车身焊接生产中,四分之三点位由焊接机器人代为完成。应用示教再现方法会影响机器人工作效率,并且需要对机器人反复调试,同时会出现机器人焊接顺序不合理等问题。因此,需要引入智能算法规划出一条工作时间少、生产效率高的焊接路径成为目前的当务之急。本文选择六关节激光焊接机器人作为焊接机构,车门为作业对象,进行焊接路径的规划。论文简述了工业机器人国内外的发展,焊接机器人在复杂曲面车身上应用情况。对车身激光焊接进行相关研究,由于激光焊接过程中会受到诸多要素的影响,因此对白车身自动化生产流程进行分析,重点研究了激光焊接系统和激光点焊过程中激光功率密度、离焦量、脉冲能量和脉冲宽度对工件表面的影响。选用KUKA公司KR16型号关节式机器人为模型,应用D-H理论创建的连杆坐标系,从而构建运动学方程来研究学习机器人运动学,借助MATLAB编程软件中Robotics Toolbox辅助插件对正逆运动学问题进行仿真求解。在上述研究的前提下,对车门焊接工位的某一机器人进行路径计算研究,将蚁群算法用于寻找焊接路径问题。针对算法的部分缺陷引入遗传操作进行改善,提高算法的整体寻优能力,借助MATLAB软件编写相应算法计算出初步的焊接路径。使用ROBCAD软件对MATLAB软件产生的初步工作路线进行模拟。具体说明软件的仿真流程,利用软件中点焊模块创建焊接路径并进行仿真,分析并解决实际作业中机器人干涉等问题,计算规划前后的仿真节拍,最终确定焊接机器人在车门焊接作业的最终路径方案。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG439.4;TP242
【部分图文】：

图 1.1 CHERY 汽车车身焊接生产线Fig. 1.1 CHERY Automotive Body Welding Production Line径规划技术机器人的路径规划是在末端执行器的作业范围内，在一定约束条件

轿车车身结构

图 2.2 车身顶盖自动化激光焊接Fig. 2.2 Automatic laser welding of the top of the body利用于白车身焊接工序中，可以增加车辆外观美感，车接处强度等物理特性。激光焊接设备可以焊接复杂曲
【参考文献】

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1 谈成成;;焊接机器人的应用现状与发展趋势[J];中国新技术新产品;2017年20期

2 来学伟;;基于蚁群算法的TSP问题研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2017年03期

3 邓必懋;朱涛;;浅析我国工业机器人的生产作用与发展战略[J];机械工程与自动化;2017年03期

4 黄文俊;;浅谈工业机器人的技术发展与应用[J];科技资讯;2017年10期

5 李彬;;我国工业机器人发展现状与措施[J];科技经济市场;2017年03期

6 苏尚任;;机器人的发展现状及前景展望[J];科技创新导报;2016年25期

7 史召峰;陈周五;;基于Robotics Toolbox的6R型机械臂运动学仿真及分析[J];安徽科技学院学报;2016年03期

8 臧红彬;;二至六自由度空间串联机构运动空间的仿真与分析[J];机械传动;2015年08期

9 姜宇;张丽;;基于GA及ROBCAD的机器人路径规划与仿真研究[J];组合机床与自动化加工技术;2015年06期

10 魏振红;俞港;付庄;闫维新;赵言正;;基于RobCAD软件的焊接机器人离线编程[J];机电一体化;2015年03期

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2 张文强;6kg工业机器人路径规划及运动仿真研究[D];合肥工业大学;2017年

3 付涛;轿车白车身焊装生产线的工艺规划与布局设计[D];东南大学;2017年

4 郑佳奕;六自由度焊接机器人运动仿真平台研究[D];浙江大学;2015年

5 尹媛媛;6R工业机器人运动仿真与轨迹规划[D];合肥工业大学;2015年

6 毕志强;工业机器人协调运动规划与研究[D];华南理工大学;2014年

7 刘文文;六自由度工业机器人的动态特性仿真与实验研究[D];东北大学;2014年

8 施德超;基于ROBCAD二次开发的白车身焊接机器人路径规划研究[D];合肥工业大学;2014年

9 袁毅;侧围焊接工位焊点分配及路径规划的研究[D];湖南大学;2013年

10 李双双;工业机器人建模、运动仿真与轨迹优化[D];内蒙古大学;2012年

本文编号：2868343