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目前用于工业生产的弧焊机器人主要采用示教再现的编程方式,这种编程方式已经难以满足中小批量、较为复杂零件,且对焊接质量要求较高的汽车零配件制造的需求。开发一种经济实用型焊接机器人工作站,满足是中小汽车零配件制造企业的需求,具有很高的工程应用价值和研究意义。论文主要工作如下：针对6R串联机器人运动学求解计算量大、传统方法求解困难以及涉及多解和奇异性等问题,在普吕克坐标系下描述了刚体运动,建立刚体运动的四元数以及对偶四元数的数学模型,进一步建立了6R串联机器人运动学数学模型,从而可以方便地求得6R串联机器人8组运动学逆解。随后,以一种串联机器人为例,采用MATLAB进行算法计算,利用MATLAB/robot toolbox进行了结果验证。与传统方法相比,采用该方法求解串联机器人运动学正逆解计算方法简洁、通用性强,有利于提高计算速度以及进一步改善计算机控制的实时性。针对复杂焊缝曲线示教困难,并且为了提高整体焊接质量,建立了工作站的离线编程数学模型。通过绘制工件焊缝的CAD模型,并研究CAD/DXF文件数据结构,建立从焊缝的CAD模型到MATLAB坐标信息的数据接口,便于从直观的CAD文件直接转化为计算机可识别的位置坐标信息,从而实现了离线编程计算。根据焊接工艺需求,建立机器人与变位机的解耦算法；根据工艺需求设定焊接过程中焊枪姿态,对冗余自由度(7自由度)系统进行轨迹优化规划,避免冗余系统的多解问题。得到机器人以及变位机的运动轨迹,并按照机器人和变位机的程序规则,将运动轨迹分别转化为机器人与变位机的运动程序。搭建焊接机器人工作站,建立工作站中机器人与变位机的协调联动算法模型,包括机器人与变位机的位置协调算法、速度协调算法以及姿态协调算法研究,最终得到机器人与变位机的控制程序。并且在MotoSim EG上进行仿真实验,以及通过搭建焊接机器人工作站进行算法的实验验证。