本文關(guān)鍵詞：六自由度焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真平臺研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前焊接機(jī)器人的應(yīng)用仍主要采用手動(dòng)示教方式實(shí)現(xiàn),存在效率低、安全性差、易受人為因素影響等不足。為此,本文以實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中普遍存在但又較難實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的相貫線焊縫為重點(diǎn),對焊接軌跡和焊槍姿態(tài)的求取方法進(jìn)行了研究,并開發(fā)了六自由度焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)仿真平臺,以提高自動(dòng)化焊接效率。首先,針對生產(chǎn)實(shí)踐中大量存在著的由基本幾何體形式的工件或結(jié)構(gòu)件相貫而成的空間復(fù)雜相貫線焊縫,提出了一種自適應(yīng)的搜索方法用于獲取兩相貫工件在不同形狀組合、幾何尺寸、空間位置和姿態(tài)下的焊接軌跡點(diǎn)坐標(biāo),且對于軌跡點(diǎn)密度、均勻度及搜索精度等參數(shù)可人為設(shè)定。在求得焊接軌跡點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)各軌跡點(diǎn)處兩相貫工件的曲面信息進(jìn)一步計(jì)算出各點(diǎn)處的焊槍姿態(tài)。由焊接軌跡點(diǎn)坐標(biāo)及各點(diǎn)處的焊槍姿態(tài)計(jì)算得到焊槍末端坐標(biāo)系相對于全局坐標(biāo)系的位姿矩陣。根據(jù)六自由度焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立了相應(yīng)的D-H模型,在此基礎(chǔ)上通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算求得各焊接軌跡點(diǎn)對應(yīng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角。另外對正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型也進(jìn)行了求解,以實(shí)現(xiàn)虛擬示教時(shí)焊槍末端位姿的計(jì)算。在上述研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)仿真平臺。實(shí)現(xiàn)了工件的三維建模和編輯、焊接運(yùn)動(dòng)過程的圖形化仿真及虛擬示教等功能。最后,對上述焊接軌跡點(diǎn)的搜索方法以及運(yùn)動(dòng)仿真平臺進(jìn)行了試驗(yàn),驗(yàn)證了其可行性。
【關(guān)鍵詞】：焊接機(jī)器人 相貫線 運(yùn)動(dòng)仿真 虛擬示教
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG409
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文擬解決的主要問題及難點(diǎn)13-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 2 焊接軌跡點(diǎn)的求取19-60
• 2.1 該搜索方法的基本思路19-21
• 2.2 期望的初始焊點(diǎn)及焊接方向的選取21-24
• 2.3 空間局部球域24-26
• 2.4 工件表面在局部球域內(nèi)的離散點(diǎn)云26-51
• 2.5 備選點(diǎn)的計(jì)算51-53
• 2.6 細(xì)分有效性的判斷53-54
• 2.7 焊接軌跡點(diǎn)的確定54-56
• 2.8 轉(zhuǎn)折判斷與處理56-60
• 3 焊槍姿態(tài)的計(jì)算60-69
• 3.1 焊槍坐標(biāo)系及焊槍姿態(tài)模式60-61
• 3.2 焊槍指向用的參考向量61-63
• 3.3 焊接模式一下的焊槍姿態(tài)求解63-66
• 3.4 焊接模式二下的焊槍姿態(tài)求解66-69
• 4 焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與解算69-79
• 4.1 焊槍模型及其變換矩陣69-71
• 4.2 機(jī)器人本體的D-H模型71-75
• 4.3 正向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解75-76
• 4.4 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解76-79
• 5 焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真平臺79-93
• 5.1 平臺總體功能框架79-82
• 5.2 工件建模和編輯82-83
• 5.3 焊接軌跡搜索及設(shè)置83-85
• 5.4 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真及設(shè)置85-86
• 5.5 虛擬示教86-88
• 5.6 試驗(yàn)結(jié)果88-93
• 6 總結(jié)與展望93-95
• 6.1 總結(jié)93-94
• 6.2 展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-98

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳林;張廣軍;高洪明;;焊接機(jī)器人技術(shù)[J];中國表面工程;2006年S1期

2 ;焊接自動(dòng)線和焊接機(jī)器人[J];機(jī)械制造文摘(焊接分冊);2008年01期

3 ;2012’中國焊接產(chǎn)業(yè)論壇(一號通知)——焊接機(jī)器人[J];金屬加工(熱加工);2012年06期

4 劉偉斌;李勇;王永剛;朱瑞博;;焊接機(jī)器人工作站優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];金屬加工(熱加工);2012年18期

5 李自軒;田斌;王潤之;;焊接機(jī)器人的盛宴[J];金屬加工(熱加工);2012年14期

6 李麗;龍衛(wèi)權(quán);;首臺焊接機(jī)器人入駐桂林橡機(jī)[J];橡塑技術(shù)與裝備;2013年06期

7 ;桂林橡機(jī)廠首臺焊接機(jī)器人“上崗”[J];金屬加工(熱加工);2013年10期

8 龔逸文;;焊接機(jī)器人裝置[J];焊接技術(shù);1986年05期

9 ;金興達(dá)公司引進(jìn)焊接機(jī)器人[J];金屬加工(熱加工);2014年06期

10 毛鵬軍,黃石生,李陽,薛家祥,王秀媛,陸沛濤;焊接機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的回顧與展望[J];焊接;2001年08期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭勇;;焊接機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用[A];中西南十省區(qū)（市）焊接學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)第九屆年會(huì)論文集[C];2006年

2 張東衛(wèi);王建強(qiáng);高鋒;王建輝;李北群;成二輝;王志強(qiáng);;焊接機(jī)器人在海洋工程行業(yè)的應(yīng)用探索[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集(下)[C];2011年

3 劉升鵬;葉樺;王丹;;工業(yè)焊接機(jī)器人安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第一分冊）[C];2009年

4 蔣力培;薛龍;鄒勇;黃繼強(qiáng);梁亞軍;;智能焊接機(jī)器人研究與應(yīng)用[A];第十五次全國焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 戴光平;;摩托車焊接專機(jī)及焊接機(jī)器人技術(shù)經(jīng)濟(jì)芻析[A];重慶汽車摩托車、焊接、涂裝學(xué)術(shù)研討會(huì)文集[C];2000年

6 戴光平;;焊接機(jī)器人故障診斷及維修技術(shù)[A];重慶汽車摩托車、焊接、涂裝學(xué)術(shù)研討會(huì)文集[C];2000年

7 李慶;孟基海;王蕾;;焊接機(jī)器人在長安汽車股份公司的應(yīng)用及存在問題[A];與時(shí)俱進(jìn) 追求卓越——中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)四十周年、中國焊接協(xié)會(huì)十五周年紀(jì)念文集[C];2002年

8 侯建偉;武亞鵬;;焊接機(jī)器人出現(xiàn)氣孔的排查方法及解決措施[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

9 馬蓉;李春亮;覃劍;;焊接機(jī)器人在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用與研究[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

10 王治富;李麗芹;馮唯;;焊接機(jī)器人在解放卡車焊裝線的應(yīng)用[A];第三屆十省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)2007年年會(huì)論文（摘要）集[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 彭華;四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司：建成我市首條焊接機(jī)器人生產(chǎn)線[N];雅安日報(bào);2009年

2 杜偉偉;國內(nèi)投入使用首條船舶焊接機(jī)器人生產(chǎn)線[N];中國船舶報(bào);2008年

3 記者 汪永安;科學(xué)島研發(fā)五自由度焊接機(jī)器人[N];安徽日報(bào);2013年

4 廣言;大宇成功研發(fā)LNG船用焊接機(jī)器人[N];中國船舶報(bào);2008年

5 周魯;新研股份啟用焊接機(jī)器人生產(chǎn)線[N];中國縣域經(jīng)濟(jì)報(bào);2013年

6 曹勇邋周錚;“昆山Ⅰ號”正在申報(bào)8項(xiàng)專利[N];新華日報(bào);2007年

7 記者 周魯;擬啟用焊接機(jī)器人生產(chǎn)線 新研股份搶灘玉米收獲機(jī)市場[N];上海證券報(bào);2013年

8 于洋;智能焊接機(jī)器人完成高難項(xiàng)目[N];科技日報(bào);2007年

9 杜偉偉;江蘇科大開展焊接機(jī)器人裝備攻關(guān)[N];中國船舶報(bào);2008年

10 金恭;“鳥巢”工程機(jī)器人顯身手[N];建筑時(shí)報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 杜宏旺;接管焊接機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 洪波;電弧傳感移動(dòng)式焊接機(jī)器人的數(shù)學(xué)建模及仿真[D];湘潭大學(xué);2005年

3 毛志偉;旋轉(zhuǎn)電弧傳感移動(dòng)焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[D];南昌大學(xué);2007年

4 羅雨;海底管道鋪設(shè)焊接機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];北京化工大學(xué);2012年

5 任福深;基于PC+DSP模式的管道插接專用焊接機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

6 李鶴喜;基于視覺反饋的焊接機(jī)器人自主示教關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

7 梁志敏;遙控焊接機(jī)器人任務(wù)空間的三維重建研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龔成;船舶制造爬行式焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 梅寒;焊接機(jī)器人專用MAG逆變焊接電源設(shè)計(jì)及工藝試驗(yàn)[D];北京建筑大學(xué);2015年

3 付曉龍;管—管相貫線焊接機(jī)器人運(yùn)行軌跡及焊接工藝的研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

4 張小光;重載焊接機(jī)器人系統(tǒng)建模與仿真研究[D];沈陽大學(xué);2015年

5 姜家高;應(yīng)用于焊接機(jī)器人的變位機(jī)控制研究[D];沈陽大學(xué);2015年

6 李生保;大直徑對接管焊接機(jī)器人的研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

7 廖繼芳;六自由度焊接機(jī)器人樣機(jī)制作及動(dòng)態(tài)性能的研究[D];廣西大學(xué);2015年

8 彭園;移動(dòng)焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[D];南昌大學(xué);2015年

9 江民新;XYZR焊接機(jī)器人小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及特性研究[D];南昌大學(xué);2015年

10 沈迪超;焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑優(yōu)化仿真分析[D];長春理工大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：六自由度焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真平臺研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：438431