無解析解的弧焊機器人控制方法及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感技術(shù)、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代化制造業(yè)重要的自動化裝備。作為工業(yè)機器人中的典型代表，弧焊機器人對提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本有著重要意義，因此發(fā)展控制精度高、柔性高的弧焊機器人有著重要的意義。本論文從弧焊機器人運動學(xué)研究出發(fā)，利用焊縫跟蹤系統(tǒng)獲得焊縫信息實時引導(dǎo)在虛擬示教系統(tǒng)中生成的示教程序下運動的弧焊機器人，實現(xiàn)實時精確跟蹤焊縫。
　　首先對本論文所使用的具有特

2、殊結(jié)構(gòu)的弧焊機器人進行運動學(xué)建模，分析后確認不存在解析解，采用幾何分析方法，探索出一種求解機器人逆運動學(xué)的快速迭代法。利用MATLAB對機器人末端操作器執(zhí)行直線軌跡任務(wù)的情況進行實驗驗證，證實該方法得到的逆解能夠滿足實際需要，為實現(xiàn)焊縫跟蹤和虛擬示教系統(tǒng)提供理論支持。
　　對激光掃描視覺傳感器獲得的焊縫圖像信息進行處理，獲得焊縫的中心位置，并將該信息傳送給工控計算機機。工控計算機調(diào)用求解逆運動學(xué)功能模塊，以焊縫的中心位置為輸入量，

3、求解出該位置對應(yīng)的各關(guān)節(jié)變量值，并與當前的關(guān)節(jié)變量值進行比較產(chǎn)生運動控制量。上位機將運動控制量傳送到伺服控制器，驅(qū)動機器人到達焊縫位置，實現(xiàn)實時跟蹤焊縫的目的，提高焊接質(zhì)量。
　　介紹了示教編程器的功能設(shè)計及其軟件整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)實際工作的機器人建立機器人模型，按照工作任務(wù)，通過示教編程器操作機器人模型，在示教系統(tǒng)中進行示教，并使用編程指令生成示教程序。通過焊縫跟蹤系統(tǒng)獲得的焊縫信息，可以修正機器人工作時的實際焊縫偏差，從而實現(xiàn)實時