焊接机器人工作站协同控制研究
发布时间：2021-11-03 23:53
随着焊接自动化的不断发展,焊接机器人所要完成的任务也越来越复杂。单独的焊接机器人已很难满足当今复杂的焊接任务需求,焊接机器人与变位机协同作业可以弥补单焊接机器人的不足,增大作业空间,提高系统柔性。因此研究焊接机器人与变位机协同作业问题已经成为焊接领域的研究热点。本文以单焊接机器人和变位机组成的焊接机器人工作站为研究对象,对其协同运动控制若干关键技术展开研究,具体内容如下:首先,对焊接机器人工作站应用需求进行了分析,对重要设备进行了选型,并详细介绍了焊接机器人、变位机及周边设备;搭建了由二自由度变位机和六自由度焊接机器人组成的焊接机器系统,设计了机器人工作站的安全防护系统及控制系统,完成了机器人工作站的总体设计。其次,通过D-H法及矩阵变换对焊接机器人正运动学及逆运动学进行了分析,对于逆解多解问题,给出了最优逆解选取原则;对于变位机也进行了正运动学和逆运动学分析,同时给出船型焊位姿约束条件下变位机逆解求解方法;并通过仿真验证焊接机器人正逆解分析的正确性。第三,针对本文的焊接机器人运动中的轨迹规划问题展开研究,包括笛卡尔空间的圆弧、直线及点到点的运动的轨迹规划,焊接机器人在关节空间中的三次...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
017年工业机器人应用领域分布图
江苏科技大学工程硕士学位论文人和固定的工作台组成，如图 1.2 所示。对于简单，随着工业自动化及焊接技术的不断发展，焊接成的焊接任务也越来越复杂，如单独的焊接机器较难完成复杂工件及大型工件焊接，末端执行器的率不高且质量难以保证。例如对于管管相交的马鞍完成该工件焊接的，因为焊接过程中机器人很难使因此会产生厚薄不匀、宽窄不一等现象，满足不了
图 1.3 几种典型机器人工作站Fig.1.3 Several typical robotic workstations1.2 国内外发展现状1.2.1 机器人运动学研究现状机器人运动学可以分为正运动学和逆运动学[10]两个方面，正运动学是根据各个关节的参数求解末端的位姿；逆运动学和正运动学相反，即通过末端的位姿求解各个关节的参数。对于一个具有多关节的工业机器人，其系统是非常复杂的非线性系统。对于运动学分析，运动学方程的推导和各个关节参数的计算非常繁琐，常用的方法有[11,12]：几何法、解析法及数值法等。解析法具有原理简单便于计算等特点，所以得到国内外学者的广泛应用。学者Duffy 运用解析法通过机器人本体结构的建模推导出其运动学方程[13]，定义了几种常见的机器人运动学本体结构，同时根据解析法计算出所有的逆解。学者刘达通过运动[14]
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于五次Hermite插值的机械臂最短路径规划研究[J]. 赵冶,王旭辉,吴梦. 大学数学. 2017(03)
[2]浅谈工业机器人的发展现状与趋势[J]. 金定浩. 科技创新导报. 2017(10)
[3]基于工业机器人智能柔性焊接工作站的设计[J]. 陈柳艺,黄洪全. 科技风. 2016(01)
[4]基于最小二乘法的变位机与焊接机器人的位置关系标定[J]. 赵欢,刘晓春. 电焊机. 2015(01)
[5]变位机在机器人焊接工作站中的应用[J]. 李素萍,李永刚. 机器人技术与应用. 2014(04)
[6]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[7]改进的遗传算法在机器人逆解中的应用[J]. 林明,王冠,林永才. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[8]机器人在人机交互过程中的安全性研究进展[J]. 吴海彬,杨剑鸣. 中国安全科学学报. 2011(11)
[9]工业机器人研究现状及发展趋势[J]. 曹文祥,冯雪梅. 机械制造. 2011(02)
[10]一种Jerk连续的正弦函数平方曲线加减速算法研究[J]. 孙建仁,胡赤兵,王保民. 制造技术与机床. 2010(12)
博士论文
[1]双机器人协调运动方法的研究[D]. 欧阳帆.华南理工大学 2013
[2]弧焊机器人工作站智能化技术研究[D]. 刘永.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]汽车中冷器机器人焊接工作站控制系统的研究与开发[D]. 杨纯.广东工业大学 2017
[2]汽车三元催化器焊接机器人系统设计及应用研究[D]. 孙牧原.河北工程大学 2017
[3]基于自适应遗传算法的六轴工业机器人时间最优轨迹规划[D]. 程正智.安徽工业大学 2017
[4]冗余自由度弧焊系统作业规划方法研究与实现[D]. 杨明亮.东南大学 2016
[5]串联机器人控制器离线编程系统设计与实现[D]. 王光道.中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所) 2016
[6]汽车消声器焊接机器人系统集成技术研究[D]. 范凤平.哈尔滨理工大学 2016
[7]应用于焊接机器人的变位机控制研究[D]. 姜家高.沈阳大学 2015
[8]弧焊机器人与变位机的协调运动研究[D]. 陶凤荣.广西科技大学 2015
[9]6-DOF工业机器人轨迹规划及控制方法研究[D]. 梁侨.青岛理工大学 2015
[10]多轴机器人运动控制系统的研究与开发[D]. 李疆.南京航空航天大学 2014
本文编号：3474580
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
017年工业机器人应用领域分布图
江苏科技大学工程硕士学位论文人和固定的工作台组成，如图 1.2 所示。对于简单，随着工业自动化及焊接技术的不断发展，焊接成的焊接任务也越来越复杂，如单独的焊接机器较难完成复杂工件及大型工件焊接，末端执行器的率不高且质量难以保证。例如对于管管相交的马鞍完成该工件焊接的，因为焊接过程中机器人很难使因此会产生厚薄不匀、宽窄不一等现象，满足不了
图 1.3 几种典型机器人工作站Fig.1.3 Several typical robotic workstations1.2 国内外发展现状1.2.1 机器人运动学研究现状机器人运动学可以分为正运动学和逆运动学[10]两个方面，正运动学是根据各个关节的参数求解末端的位姿；逆运动学和正运动学相反，即通过末端的位姿求解各个关节的参数。对于一个具有多关节的工业机器人，其系统是非常复杂的非线性系统。对于运动学分析，运动学方程的推导和各个关节参数的计算非常繁琐，常用的方法有[11,12]：几何法、解析法及数值法等。解析法具有原理简单便于计算等特点，所以得到国内外学者的广泛应用。学者Duffy 运用解析法通过机器人本体结构的建模推导出其运动学方程[13]，定义了几种常见的机器人运动学本体结构，同时根据解析法计算出所有的逆解。学者刘达通过运动[14]
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于五次Hermite插值的机械臂最短路径规划研究[J]. 赵冶,王旭辉,吴梦. 大学数学. 2017(03)
[2]浅谈工业机器人的发展现状与趋势[J]. 金定浩. 科技创新导报. 2017(10)
[3]基于工业机器人智能柔性焊接工作站的设计[J]. 陈柳艺,黄洪全. 科技风. 2016(01)
[4]基于最小二乘法的变位机与焊接机器人的位置关系标定[J]. 赵欢,刘晓春. 电焊机. 2015(01)
[5]变位机在机器人焊接工作站中的应用[J]. 李素萍,李永刚. 机器人技术与应用. 2014(04)
[6]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[7]改进的遗传算法在机器人逆解中的应用[J]. 林明,王冠,林永才. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[8]机器人在人机交互过程中的安全性研究进展[J]. 吴海彬,杨剑鸣. 中国安全科学学报. 2011(11)
[9]工业机器人研究现状及发展趋势[J]. 曹文祥,冯雪梅. 机械制造. 2011(02)
[10]一种Jerk连续的正弦函数平方曲线加减速算法研究[J]. 孙建仁,胡赤兵,王保民. 制造技术与机床. 2010(12)
博士论文
[1]双机器人协调运动方法的研究[D]. 欧阳帆.华南理工大学 2013
[2]弧焊机器人工作站智能化技术研究[D]. 刘永.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]汽车中冷器机器人焊接工作站控制系统的研究与开发[D]. 杨纯.广东工业大学 2017
[2]汽车三元催化器焊接机器人系统设计及应用研究[D]. 孙牧原.河北工程大学 2017
[3]基于自适应遗传算法的六轴工业机器人时间最优轨迹规划[D]. 程正智.安徽工业大学 2017
[4]冗余自由度弧焊系统作业规划方法研究与实现[D]. 杨明亮.东南大学 2016
[5]串联机器人控制器离线编程系统设计与实现[D]. 王光道.中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所) 2016
[6]汽车消声器焊接机器人系统集成技术研究[D]. 范凤平.哈尔滨理工大学 2016
[7]应用于焊接机器人的变位机控制研究[D]. 姜家高.沈阳大学 2015
[8]弧焊机器人与变位机的协调运动研究[D]. 陶凤荣.广西科技大学 2015
[9]6-DOF工业机器人轨迹规划及控制方法研究[D]. 梁侨.青岛理工大学 2015
[10]多轴机器人运动控制系统的研究与开发[D]. 李疆.南京航空航天大学 2014
本文编号：3474580
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