基于遗传模拟退火算法的弧焊机器人系统协调路径规划

深入地研究了弧焊机器人系统的协调路径规划。从全局的角度用5元组序列描述了焊接路径。设计了评价 焊接路径目标函数:焊接位置函数、焊缝成形质量函数、关节位置函数和运动平稳性函数。以线性加权法为求解 多目标规划的基本思想,把遗传模拟退火算法用于弧焊机器人与变位机协调路径规划,取得了很好的效果。协调 路径规划精确地保证焊缝的最佳焊接位置与最佳的焊枪姿态,并能找到柔顺的焊接路径,提高了机器人焊接的质 量和效率。     

刀盘部件弧焊机器人控制系统

近年来,焊接机器人在工业上取得广泛应用。本文旨在研究FANUC m-10ia 8l型机器人控制系统,并对焊接过程进行仿真试验。本文从弧焊机器人国内外现状和发展情况、机器人选型与介绍、机器人焊接常用设备及工艺方法切入。另外,考虑到焊接工件体积大、吨位重等特性,焊缝种类复杂且位置相离较远,设计了焊接变位机和机器人桁架用以拓展机器人焊接范围,寻找最优焊接角度,使得机器人控制器能够对机器人及外部变位机桁架机械装置进行联动控制;同时,采用robotstudio对机器人坐标进行标定,用离线编程方式,驱动机器人和配套的变位机桁架完成简单焊缝焊接动控制。     

台车架弧焊机器人工作站

台车架是推土机的主要承载部件，重量为1000Kg左右，体长且形状不对称；焊缝多，位置复杂。该项目将自行研制的旋转变位机、机器人行走机构、控制系统与国外引进的弧焊机器人、跟踪寻位装置组成弧焊机器人工作站，能满足多种型号推土机台车架的焊接要求。工作站的机械系统主要包括两台翻转变位机、一台直角坐标机器人行走机构、液压站及变位机上的工装卡具等部分。在一台翻转变位机上进行焊接作业时，在另一台翻转变位机上可同时进行待焊台车架的装配。工作站的控制系统由主控制柜及机器人控制箱组成。控制系统采用主从分布式结构，由从微…     

通用变位机与机器人圆弧焊接的协调控制

以焊接机器人和独立变位机的协调作业为研究对象,提出了空间圆弧焊接的一种协调方法。该方法利用改进的三次埃尔米特插值给出了单旋转自由度变位机的运动表达式,并以此为依据,结合机器人和工控机控制的变位机之间的协调运动关系,采用分段直线拟合出了机器人的空间运动轨迹,从而为机器人和变位机采用各自独立控制器的运动控制提供了一种可行的方法。经Matlab仿真和实践验证,该方法是切实可行的。     

关于机器人焊接路径规划优化的研究

焊枪与焊缝相对位置关系以及机器人运动平稳性直接决定焊缝质量,论文采用变位机调整焊枪与焊缝相对位置,并且通过建立机器人运动平稳性函数优化机器人运动平稳性,综合焊接位置,机器人位置建立综合目标优化函数进行焊接路径的优化。采集的数据显示在焊枪与焊缝在最优位置附近的情况下,机器人运动平稳性有着显著提高。结果表明,基于粒子群算法对焊接路径进行优化操作能够提高机器人加工过程的平稳性,可以提高焊缝质量。     

弧焊机器人焊接贮气筒的变位机设计

介绍了汽车起重机气路系统的贮气筒采用弧焊机器人自动焊接的工艺过程，以及配套的焊接变位机的总体结构与ＰＣ控制系统。     

基于焊接位置数学模型的变位机逆运动学算法

给出了一种通用的2R变位机的逆运动学算法。根据焊缝位置的数学模型,得到了描述焊缝焊接位置的参数——焊缝转角和焊缝倾角与焊缝姿态的关系。以符号的形式表示了变位机的杆件参数及变位机与机器人间的姿态关系。建立了运动学坐标系,推导了满足焊缝转角和焊缝倾角要求的变位机逆运动学公式。该算法解决了不同焊接位置和变位机相对机器人不同安装位置的变位机逆运动学求解,大大地提高了离线编程系统的适用性。     

焊接变位机在山推工程机械结构件中的应用

常用的人工焊接变位机基本形式有伸臂式、倾翻回转式和双立柱单回转式等。由于受到回转自由度的限制，这几种变位机均不能实现被焊工件在空间内的任意旋转，所以不能使各类焊缝转动到所需要的最佳化置。为开发适宜的变位机，我们经过多年的工作实践，调研分析，主要思路启发于从国外引进的结构件焊接机器人。     

阀体密封面变位焊接机器人系统运动学建模

为了获得与时间序列相对应的离散焊点位姿,以更易于求得焊枪—焊点间的相对位姿,提出基于弗莱那—雪列矢量理论的曲线焊缝中离散焊点的位姿求解及焊缝坐标系构建方法。基于变位机—机器人主、从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程,据此求得协同焊接过程中机器人和变位机的关节转角、角速度和角加速度。变位机—机器人协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场实验表明,该系统能够平稳、准确地完成预期的焊接任务,证实了所提协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行,为研发自动化焊接生产线奠定了必要的基础。     

弧焊机器人焊接贮气筒的变位机设计

介绍了汽车起重机气路系统的贮气筒采用弧焊机器人自动焊接的工艺过程,着重介绍了配套的焊接变位机的总体结构与ＰＣ控制系统。     

通信铁塔塔靴自动焊接系统设计与应用

针对通信铁塔塔靴拼装、焊接的工艺特点,研发了铁塔塔靴自动焊接系统。焊接设备通过取板机械手与变位机相互配合完成板料精确拼装,通过取板机械手、变位机、焊接机器人的联合作业,实现塔靴自动焊接,现场试用情况表明该自动焊接系统可自动拼装焊接多种型号的塔靴,且焊接效率高、焊接质量好。     

阀体焊接机器人运动性能分析

基于弗莱那-雪列（Frenet-Serret）矢量理论,获得了离散焊点处的切向、法向和次法向矢量,据此可求得焊枪-焊点间的相对位姿。基于变位机-机器人主从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程。在求解焊接机器人工作空间的基础上,依据球形手腕六关节串联机器人处于奇异位形的几何条件,归纳得出焊接机器人的10种独立的奇异位形。协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场试验表明,该变位机-机器人焊接系统能够平稳、准确地完成预期焊接任务,证实了提出的协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行。     

基于平行四边形机构的同步式变位焊接机分析

通过对圆弧焊缝埋弧焊接要求的分析,提出了一种基于平行四边形机构原理的同步联动变位焊接机。在船形焊接的约束下,对该新型变位焊接机构进行了运动学和动力学分析,论证了该变位焊接机对于圆弧焊缝进行船形焊接的可行性和优越性。     

基于ADAMS焊接变位机受迫振动分析及优化研究

目前的自动化焊接设备中,不少点焊设备的变位机均为点焊、装卸等多工位设计,变位机在点焊的同时,另一端正在装卸工件等工序。工件装卸所产生的振动对点焊精度产生影响,高精度的变位机产品开发中必须对其认真考虑。文中以点焊和装卸两工位的变位机为例,基于ADAMS/Vibration功能模块对其进行了受迫振动分析,从而模拟了整个焊接过程中工件的装卸对点焊过程的影响,并以最小频域响应为目标,基于一个自编制仿真脚本,对振动分析进行了参数化设计,从而得到满足目标函数管件厚度的最优解,为高精度变位机的产品开发做一个研究,具有一定的理论价值。     

基于旋转电弧传感的弧焊机器人焊缝跟踪系统

研制了一套基于旋转电弧传感的弧焊机器人空间曲线焊缝智能跟踪控制系统。介绍了系统的硬件构成、软件设计及模糊控制方法。研究了不同焊接位置时，焊接熔池金属对坡口的影响作用，提出采用补偿因子加权处理方法，可有效提高平焊、横焊位置焊缝偏差的识别能力。针对立焊位置的脉冲焊接方法，采用形态滤波技术，通过提取脉冲焊接电流的上包络线，利用一次谐波法准确地对立焊焊缝进行了识别。试验结果表明，该焊缝跟踪控制系统对平焊、横焊及立焊位置的曲线焊缝跟踪效果良好，达到焊接工艺要求。     

基于外部轴控制的塞拉门机器人弧焊工作站

阐述了基于机器人外部轴控制的焊接工作站,用于实现高速列车塞拉门的优质高效全自动焊接。工作站除机器人外配置了移动滑台和单轴回转变位机,由机器人控制器XRC实现机器人、移动滑台和变位机等9个伺服轴的协调运动。