机器人相贯线焊缝焊接轨迹规划方法研究

发布时间：2025-05-11 03:43

　　焊接机器人已逐渐成为自动化生产线上的重要组成部分,现今应用的焊接机器人以点焊为主,依靠人工示教及离线编程完成焊接任务。由于复杂轨迹的机器人弧焊示教编程较为困难,且存在焊枪末端抖动、速度波动以及轨迹规划过程中出现的奇异点等问题,使得弧焊机器人应用的广泛性相对较低。开展弧焊机器人轨迹规划和优化方法的研究对机器人弧焊的实际应用具有较大的现实意义。本文以圆管相贯线焊缝为研究对象,开展下列研究:(1)根据给出的相贯线焊缝原始点数据,使用NURBS曲线拟合焊缝曲线,并采用迭代的方法确定满足轮廓误差的最少控制点个数。提出一种低速度波动率的插补点参数求解方法,采用一阶泰勒公式求解下一个插补点,通过牛顿法迭代减小速度波动率,避免了复杂的高阶求导并满足给定速度波动率要求。给出一种焊枪姿态规划方法,利用理论相贯线模型进行焊枪姿态插补,根据理论相贯线与实际焊缝的偏差对求得的焊枪姿态进行了修正。使用Matlab软件对所提方法进行仿真验证。结果表明,该方法得到的焊缝曲线可以满足轮廓误差,插补点及焊枪姿态也均满足要求。(2)根据所研究ABB IRB1410型机器人的结构及尺寸,使用D-H法建立机器人运动学模型,同时推...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 研究目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 曲线插补技术研究现状
        1.2.2 机器人轨迹规划研究现状
        1.2.3 机器人轨迹优化方法研究现状
    1.3 论文主要研究内容与结构安排
    1.4 本章小结
第二章 基于NURBS曲线的相贯线焊缝焊枪位姿插补
    2.1 引言
    2.2 NURBS曲线拟合
        2.2.1 NURBS曲线的定义
        2.2.2 NURBS曲线构建
    2.3 插补点参数计算
        2.3.1 插补点参数的泰勒公式求解
        2.3.2 插补点参数修正
    2.4 焊接机器人姿态插补
        2.4.1 焊枪理论位姿
        2.4.2 焊枪实际位姿
    2.5 实例仿真验证
    2.6 本章小结
第三章 IRB1410机器人运动学建模及逆解筛选
    3.1 引言
    3.2 IRB1410焊接机器人简介
    3.3 运动学方程
        3.3.1 空间位姿描述
        3.3.2 运动学建模
        3.3.3 逆运动学求解
    3.4 机器人逆解选取及仿真验证
        3.4.1 逆运动学解的选取
        3.4.2 机器人模型的matlab仿真验证
    3.5 本章小结
第四章 基于遗传算法的机器人布局问题优化
    4.1 引言
    4.2 机器人工件布局问题的数学模型
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 优化目标
        4.2.3 约束条件
    4.3 工件布局问题的遗传算法求解
        4.3.1 遗传算法
        4.3.2 工件布局问题的遗传算法流程设计
    4.4 工件布局问题的matlab仿真
    4.5 本章小结
第五章 机器人相贯管焊接仿真及实验分析
    5.1 引言
    5.2 机器人相贯管焊接的Robot Studio仿真
        5.2.1 Robot Studio软件简介
        5.2.2 创建机器人系统
        5.2.3 RAPID程序编辑
        5.2.4 焊接仿真验证
    5.3 机器人相贯管焊接实验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：4044792