管束式噴管延伸段機器人焊接離線編程的應(yīng)用研究.pdf

1、我國航天、汽車、造船及核電等行業(yè)近幾年的迅速發(fā)展,要求不斷開發(fā)新技術(shù)和提高生產(chǎn)效率。工業(yè)機器人具有工作可靠、通用性強的優(yōu)點,越來越多的應(yīng)用到這些行業(yè)。目前,工業(yè)機器人主要采用示教再現(xiàn)方式工作,對于復(fù)雜焊縫的焊接效率低、精度差。機器人離線編程在不操作實際機器人的情況下進行路徑規(guī)劃,生成機器人程序,能夠?qū)崿F(xiàn)CAD/CAM/Robotics的一體化。在噴管延伸段焊接中,焊縫形式為空間螺旋曲線型對接焊縫,單件產(chǎn)品的焊縫總長度超過1000米,焊縫

2、坡口形式規(guī)則,適合于弧焊機器人生產(chǎn)。采用離線編程能夠大大縮減編程的工作量,提高生產(chǎn)效率。
　　針對空間螺旋曲線對接焊縫的噴管延伸段焊接,本課題對機器人離線編程技術(shù)進行研究。在Solidworks三維設(shè)計軟件平臺的基礎(chǔ)上,用VC++6.0編程語言進行二次開發(fā),構(gòu)建了弧焊機器人離線編程系統(tǒng),包括建模、路徑、運動、規(guī)劃四個模塊。在焊接路徑特征建模中,設(shè)計了基于參數(shù)化螺旋曲線擬合的路徑建模算法及控制截面焊縫特征建模算法,建立了高精度的焊接

3、路徑模型。研究了九自由度機器人協(xié)調(diào)運動控制算法,以船形焊為焊接運動姿態(tài)約束條件,完成了機器人與變位機的協(xié)調(diào)運動路徑規(guī)劃。從焊接工藝角度出發(fā),提出了路徑分割算法和變點過濾算法,實現(xiàn)了焊接路徑規(guī)劃。
　　針對機器人在標定環(huán)節(jié)的標定誤差導(dǎo)致的離線編程生成的程序與實際加工路徑所需機器人程序之間的偏差問題,利用遺傳算法優(yōu)化求解用戶坐標系偏移量,實現(xiàn)了模型環(huán)境中工件相對用戶坐標系的位姿關(guān)系與實際工件相對位姿關(guān)系的最優(yōu)匹配。為解決噴管延伸段焊接