本文選題：弧焊機器人 + 旋傾變位機��； 參考：《太原科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著工業(yè)現代化水平的推進,發(fā)展以機器人為主的工業(yè)自動化制造技術已成為一種發(fā)展趨勢。本論文是針對由MOTOMAN-UP6型弧焊機器人與2R旋傾變位機構成的弧焊機器人單元作了以下方面的研究:(1)對MOTOMAN-UP6型弧焊機器人的運動學問題進行研究,首先通過分析弧焊機器人結構特征,利用Solidworks軟件對UP6弧焊機器人實體進行三維建模,得到該弧焊機器人的裝配模型。然后利用修正后的Denavit-Hartenberg參數對弧焊機器人連桿結構進行分析與描述,搭建了弧焊機器人各連桿坐標系,并通過齊次變換矩陣描述各連桿坐標系之間運動關系構建UP6型弧焊機器人的運動學方程。最后通過實例給定關節(jié)角度對運動學方程與實體模型的末端位姿進行對比,驗證該運動學方程的正確性,在進行機器人運動學計算時,采用將UP6弧焊機器人正運動學求解過程編制為MATLAB的M文件函數straight.m,通過給定各軸軸角值,得到焊槍末端中心點相對于基坐標系的位姿矩陣。(2)針對馬鞍型相貫線焊縫這種典型的空間曲線焊縫進行了焊縫特征建模,采用均分圓弧角度的曲線離散方法,并通過幾何公式計算得到焊縫曲線各軌跡點切線軸方向以及其在該軌跡點的法平面與大、小圓管的交線在軌跡點的切線方向,從而構建各軌跡點特征坐標系。在定義焊縫成型姿態(tài)時采取了基于ZYX歐拉角的姿態(tài)描述方法,并將此作為影響焊接工藝質量的因素來考慮,作為規(guī)劃焊接工藝角度的依據。(3)推導基于焊縫成型角度的旋傾變位機逆運動學解,通過分析旋傾變位機的結構特點,構建變位機結構模型,從而推導出其運動學變換方程,最后根據焊縫成型角度的規(guī)劃要求,對變位機逆解公式進行了推導,得到旋傾變位機滿足船型焊的逆解公式。(4)自主開發(fā)基于MATLAB GUI人機界面設計平臺與Robotics Toolbox機器人工具箱的機器人與變位機協調焊接馬鞍型曲線焊縫離線編程軟件Robotic Face。從界面設計布置介紹了整個軟件板塊的設計思路,然后針對重點的變位機協調變位模塊、機器人協調跟蹤模塊、文件輸出模塊,以及環(huán)境單元布置模塊和焊接工藝設置模塊進行詳述,并提供了模塊代碼。(5)應用弧焊機器人協調離線編程軟件Robotic Face對弧焊機器人在固定臺穩(wěn)定焊接馬鞍型焊縫與弧焊機器人與變位機協調焊接馬鞍型焊縫分別進行計算編程,并將得到的各軸軸角值利用Solidworks Motion分別對兩個試驗過程進行運動仿真,并對其末端軌跡、各軸角位移、角速度以及角加速度做對比分析。在固定臺穩(wěn)定焊接馬鞍型焊縫得到的焊縫成型角度中俯仰角與回轉角都按弦曲線變化,焊縫成型角度不穩(wěn)定,將會影響焊縫成型質量以及焊縫成型外觀。弧焊機器人與變位機協調焊接馬鞍型焊縫得到的焊縫成型角度滿足了平焊(船型焊)的工藝要求,并進行現場協調焊接試驗驗證,得到了成型滿意的馬鞍型空間曲線焊縫。(6)最后進行了Motoman-UP6型弧焊機器人與2R旋傾變位機現場協調焊接馬鞍型空間曲線焊縫試驗,利用Robotic Face軟件得到八軸協調配合焊接馬鞍型焊縫的軸角值,通過對各個離散點對應八個關節(jié)軸的軸角插值定義,完成整個離線編程過程,焊接試驗過程滿足馬鞍型焊縫船型焊工藝位姿要求以及設定的焊槍工藝位姿角度,達到焊接生產實際需要。
[Abstract]:This paper studies the kinematics of welding robot by analyzing the structural characteristics of arc welding robot , and then using the modified Denavit - Hartenberg parameter to describe the kinematics equation of the welding robot . ( 5 ) By using arc welding robot to coordinate the off - line programming software , welding saddle - shaped weld joint with welding robot and positioner is calculated and programmed by welding saddle - type weld and arc welding robot and positioner respectively .

【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG409;TP242

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本文編號：1876989