基于阻抗模型的双机器人对等协作控制研究

发布时间：2021-03-09 06:00

　　在弧焊焊接领域,传统的由焊接机器人+变位机+工装夹具组成的焊接工作站已不能满足当前小批量、定制化的柔性自动化生产需求。多机器人协作焊接系统具有更强的作业能力、更大范围的工作空间、更灵活的系统结构和组织方式,可以克服传统焊接工作站的缺点,是焊接自动化的发展方向,具有广阔的市场应用前景。多机器人协作焊接系统包含工件搬运机器人和焊接机器人,其在带来诸多优势的同时,也带来了更为复杂的控制问题。对于一个具有两台工件搬运机器人和一台焊接机器人的多机器人焊接系统,如何控制两台工件搬运机器人的协作运动是多机器人焊接成败的关键。其主要难点和关键问题有:（1）双机器人协作的运动轨迹规划;（2）双机器人协作系统的建模;（3）双机器人协作的位置/力协调控制。因此,研究并解决上述双机器人协作系统中的关键问题并总结出其中的理论方法是实现多机器人协作焊接的基础,对于发展多机器人协作控制的理论与实践均具有重要的意义。为解决上述问题,本文的研究思路是:针对双机器人协作运动的轨迹规划问题,本文重点研究双机器人协作夹持钢管拼接形成的马鞍形曲线焊缝,采用面向对象的轨迹规划方法;针对双机器人协作系统的建模问题,本文采用对等架构... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多机器人协作

器人协作夹持钢管形成管管相贯的马鞍形曲线焊缝为研究对象，通过双机器人夹持钢按规划的轨迹运动，使马鞍形曲线焊缝满足弧焊焊接的船型焊位姿要求。并通过仿真验验证了轨迹规划的效果，为双机器人的位置/力协调控制奠定基础。3.1 基于面向被操作对象的马鞍形曲线轨迹规划3.1.1 焊缝坐标及位姿要求在多机器人协作焊接过程中，两个工件搬运机器人夹持工件拼接形成的焊缝位姿大程度上影响着焊接质量。两台工件搬运机器人夹持工件拼接形成的焊缝是三维空间一条曲线。在焊接过程中，最重要的是焊缝当前焊点的位置和焊缝两侧工件的法线方向根据焊缝的位姿，可以将机器人焊接分类为：平焊、立焊、仰焊与横焊[28]。平焊相对其他三种焊接方式具有熔池金属与熔池形状比较容易保持，可以使用较大的电流焊接生产效率较高等优点。因此，在弧焊过程中保持焊缝各焊点的熔池始终水平或略微下状态，即焊缝处于平焊或者船型焊位姿，最有利于焊接质量的提高，焊缝外观容易保平滑美观。

东南大学硕士学位论文接方向的切线方向，Zwep的方向为和形成的向量方向，Ywep的方向由姿，即要求焊缝坐标系中 Zwep的方态除了可以绕自身的轴线旋转外，界坐标系 XwYwZw的位置即可。象的马鞍形曲线轨迹规划方法 节中描述的目标，本节采用面向线焊缝进行轨迹规划。具体思路，参与协作的两个工件搬运机器人端相对于参考坐标系在笛卡尔空间系之间的位姿变换关系以及机器人列。


本文编号：3072377