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根据我国弧焊机器人的应用情况和发展需要,传统的工业机器人在线示教已经不能满足生产需求,离线编程技术越来越受到生产厂家的重视。实用化正成为离线编程系统的发展趋势,为把弧焊机器人离线编程从实验室引入到企业中去,本文针对弧焊机器人离线编程技术的实用化进行了研究。本文从技术角度分析了弧焊机器人离线编程技术的总体框架,面向实用化需要,重点研究分析了建模技术、路径生成、运动仿真、数据转换等弧焊机器人离线编程关键技术。研究了优于屏幕示教的焊接路径自动生成方法,并采用连接路径的方法完成了多层多道运动规划,提出基于用户坐标系的机器人路径数据描述方法。本文提出了基于用户坐标系三点工件标定方法,解决弧焊机器人离线编程系统中工件的模型匹配问题;针对机器人与变位机相对位置关系标定,提出了基于旋转变位机的三点标定方法和基于旋倾变位机的五点标定方法,为机器人与变位机协调运动提供保证;提出基于平差计算的五点TCP位置标定方法,大大节省手动TCP校零时间并提高离线编程效率。本文建立弧焊机器人变位机协调运动的定义,给出了焊接机器人与旋倾变位机基于船形焊(平焊)形位的协调运动的任务描述和约束条件,提出了机器人与变位机协调焊接时的协调运动控制策略,并讨论了机器人变位机协调焊接中的路径规划技术。为弧焊机器人离线编程技术能够应用于机器人与变位机协调焊接中奠定基础。在工业机器人应用中,采用Motoman UP20机器人进行了机器人弧焊离线编程的试验。对单机器人系统采用平面直线焊缝、平面曲线焊缝的工件进行离线编程实焊验证,完成针对单机器人系统的离线编程技术的实用化;并且对机器人与变位机协调系统采用平板直线焊缝的工件,进行离线编程实验,证实针对机器人与变位机协调系统的离线编程技术的实用化确实可行。