弧焊机器人摆动焊接轨迹和速度规划方法研究

发布时间：2019-06-14 15:57

【摘要】：机器人焊接技术己成为制造业自动化的主要标志。在焊接生产中使用机器人控制技术可以提高生产率、改善劳动条件、保证焊接质量、实现批量产品的焊接自动化。本文围绕六自由度弧焊机器人的摆动焊接,主要研究内容有六自由度弧焊机器人运动学分析、空间圆弧摆焊的轨迹生成和焊枪姿态规划,正弦轨迹插补算法及其速度规划。主要工作如下:(1)对六自由度弧焊机器人的运动学进行了研究。本文以欢颜HYHJ-602六自由度弧焊机器人为研究对象,采用D-H法建立了机器人的连杆坐标系,进而推导出机器人的正运动学和逆运动学公式,在Qt Quick软件中搭建了机器人的模型,开发了运动学的程序,并对机器人的正逆运动学进行了仿真分析,验证了算法的正确性。(2)对摆动焊接轨迹生成的方法进行了研究。研究了以正弦摆为基础的直线角焊缝、空间圆弧焊缝、圆弧角焊缝和抛物线焊缝摆焊轨迹生成的方法,推导了摆焊轨迹插补点坐标值的计算公式。在Qt Quick软件中进行了运动仿真,将摆焊轨迹的上的插补点通过运动学逆解转换为机器人关节角,得到的关节角作为机器人运动的根据,通过运动仿真验证了摆焊轨迹的正确性。(3)研究了焊枪的姿态规划方法。研究了基于单位四元数的姿态插补的算法,使用MATLAB软件的SIMULINK模块以及Qt Quick软件对三种姿态插补方法进行了仿真对比,仿真结果表明,在摆焊过程中单位四元数的姿态规划方法比其他两种方法插值效率更高、插值更加容易、姿态过渡更加平滑。(4)研究了摆焊轨迹的速度规划方法。以正弦摆作为研究对象,提出一种高精度的正弦轨迹插补算法。进一步,对摆焊轨迹进行了速度规划,研究了S型加减速规划的算法,并将S型加减速规划应用到了摆焊轨迹中。在QtQuick软件中进行了运动仿真,仿真结果验证了算法的正确性。对摆动焊接速度规划进行了实验分析,采用欢颜HYHJ-602弧焊机器人作为实验设备,将编写好的程序集成到机器人中,通过实验验证了摆动焊接插补算法和速度规划算法的正确性。本文完成了对六自由度弧焊机器人的运动学、摆焊轨迹规划和速度规划的研究,其中,关于摆动焊接轨迹规划的研究成果为弧焊机器人未来的发展提供了一种可借鉴的思路。
[Abstract]:Robot welding technology has become the main symbol of manufacturing automation. The use of robot control technology in welding production can improve productivity, improve working conditions, ensure welding quality and realize welding automation of batch products. This paper focuses on the swing welding of six-degree-of-freedom arc welding robot, including kinematic analysis of six-degree-of-freedom arc welding robot, trajectory generation and welding torch attitude planning of spatial arc swing welding, sinusoidal trajectory interpolation algorithm and speed planning. The main work is as follows: (1) the kinematics of six-degree-of-freedom arc welding robot is studied. In this paper, taking Huanyan HJ-602 six-degree-of-freedom arc welding robot as the research object, the connecting rod coordinate system of the robot is established by using D 鈮，

本文编号：2499508