随着技术的进步,弧焊机器人在制造业中起着越来越重要的作用。因弧焊机器人作业特殊性,对机器人轨迹规划的精度要求较高,所以轨迹规划算法已经越来越受到人们的广泛关注。轨迹规划作为机器人控制技术的重要部分,不仅要求指定一系列参数来描述期望的轨迹,同时要加入焊枪摆动才能获得更好的焊接性能,因此摆动焊接技术是焊接应用中重要的支撑技术之一。在实际操作中,对于直线轨迹和圆弧轨迹,容易因测量的摆焊参数误差造成摆焊精度的损失。针对摆焊技术的研究现状,本文给出了一种基于直线正弦摆焊和圆弧正弦摆焊相结合的摆焊实现方法,给出了正弦摆焊的计算方法,并在MATLAB中进行了算法的验证,在Robot Studio中给出了焊接的效果。本文的主要工作如下:首先对课题的来源、背景、意义及国内外研究现状做了阐述,对几种典型轨迹规划方法和摆焊方法的研究现状进行了分析。为实现焊枪姿态的平滑过渡,不至于摆动过于频繁,需要对弧焊机器人在关节空间中的“空走”轨迹和笛卡尔空间中的“作业”轨迹以及笛卡尔空间中的正弦摆焊方法提出切实可行的方案。对ABB IRB2600弧焊机器人的结构特点,应用SDH建模法和MDH建模法求解机器人的运动学方程,分析了两种建模方法的区别,并给出了蒙特卡洛法求解工作空间的方法和步骤。其次,在关节空间的轨迹规划中,分别用四段五次多项式和一段七次多项式对空间“空走”轨迹进行插补;在笛卡尔空间的轨迹规划中,焊接轨迹被描述成直线段和圆弧段的共同插补,通过示教方式获得主要的轨迹点,建立了直线插补、圆弧插补算法的推导过程。根据焊接机器人在二维空间中的焊接作业,本文用极坐标方法来描述轨迹点,其编程和转换比较简洁,降低了算法的复杂度和由此可能产生的误差。最后,本文采用MATLAB和Robot Studio联合方式,将正弦摆动的轨迹规划算法移植到ABB离线编程软件Robot Studio中,把正弦算法的研究从三维空间降维到二维空间,并将导轨、工件坐标系、工具坐标系转化为XYZ的偏移量和旋转矩阵来完成轨迹点的移植。通过MATLAB模拟仿真与Robot Studio环境对直线段和圆弧段正弦摆焊进行理论验证和实验验证,实验结果表明本文设计的正弦摆焊算法简单便捷,为弧焊机器人的摆动焊接提供了参考,具有一定的理论价值和实际意义。