弧焊机器人系统协调焊接路径布局规划

弧焊机器人系统协调焊接路径布局规划

一、弧焊机器人系统协调焊接的路径放置规划(论文文献综述)

张玉博[1](2020)在《铝合金相贯线焊缝机器人焊接离线编程及试验研究》文中指出机器人离线编程系统是在机器人编程语言基础上发展起来的,是机器人语言的拓展。它利用机器人图形学的成果,建立起机器人及其作业环境的模型,再利用一些规划算法,通过对图形的操作和控制,在离线的情况下进行轨迹规划。用机器人离线编程方式编制的机器人离线编程系统。在不触及机器人及机器人作业环境的情况下,通过图形技术,在计算机上提供一个和机器人进行交互作用的虚拟现实环境。近年来,离线编程引起了人们的广泛重视,并成为机器人学中一个十分活跃的研究方向。本文利用改进的DH法建立了Kuka Kr60-3的连杆坐标系,并对其正逆运动学方程进行了推导,使用Matlab验证了正逆运动学方程的正确性,并运用Matlab的逆运动学机器人工具箱计算出了满足相贯线船形位置的关节角,相比反变换法更准确更简捷。对Kr60-3机器人的基坐标系、工具坐标系、工件坐标系进行了标定从而显着降低了离线编程的误差,推导并求解了Kr60-3机器人本体和DKP400变位机的协调联动方程,使用最短行程法则对船形焊位姿逆解进行了筛选,最后将合适的逆解输入到离线编程软件中完成轨迹规划。应用Pascal语言对KUKA Sim Pro 3.0软件进行了二次开发,二次开发为Sim pro增加了焊接工艺模块和轨迹优化模块,这两个模块使得仿真程序中能够实时控制焊接参数和对生成的轨迹程序进行调整和优化,减少了工作人员在焊接现场设定参数和反复调整轨迹的时间,提高了机器人焊接离线编程系统的实用性。根据相贯线焊缝的特点将焊缝分段并根据不同段落的特点设置了不同的焊接工艺参数和焊枪姿态,将6061铝合金管相贯线焊缝的焊接工艺和焊枪姿态结合起来从而改善了6061铝合金相贯线焊缝的焊缝成形,并通过大量焊接工艺试验分析了机器人各项工艺参数对空间焊缝的影响,使用B样条曲线对焊接电流的变化进行控制,使得焊接空间焊缝过程中焊接电流的改变更加平滑,最后给出了6061铝合金相贯线焊缝焊接的最佳工艺参数。

丛林[2](2020)在《中厚板双机器人T型接头立角焊焊接工艺研究》文中研究说明在大型海洋装备、军工业、桥梁及建筑行业等领域的生产过程都离不开T型接头结构的使用。目前,针对中厚板T型结构要求全熔透的工艺仍采用手工焊接的方式,接头形式采用开单面Y型或K型坡口,手工方式进行正面焊接,反面碳弧气刨清根,修补打磨,药芯焊丝气体保护焊进行填充盖面。焊接过程复杂,生产效率低,不适于实现工业智能自动化的发展。本文针对上述问题,基于原有药芯焊丝CO2气体保护焊的基础上提出采用工业焊接机器人,利用双面双弧的焊接技术实现中厚板T型接头全熔透不清根的焊接工艺。研究中,通过T型接头单面单弧立角焊试验,探索焊接参数以及机器人摆动方式对机器人FCAW焊缝截面成形的影响。研究发现:机器人三角形摆动方式在不设坡口条件下增强立角焊缝熔深进而保证成形起到显着作用,熔深提高2550%,焊脚尺寸增加1/3左右,焊缝表面成形微凹,大大增强焊接接头的稳定性。为了进一步研究双面双弧焊接工艺,选择最合适的双弧间距,本文采用数值模拟软件MARC对T型接头双面焊接的变形和残余应力进行模拟分析,同时针对不同弧间距进行焊接试验及硬度检测。结果表明:随着弧间距的增加,焊接残余应力减小,弧间距为010mm时,变形较大,硬度值增加,弧间距为2040mm时,变形减小,硬度值降低,弧间距为50mm时,T型接头已不能实现全熔透焊接。试验中采用30mm弧间距并结合已有的焊接工艺对中厚板812mm的T型接头进行机器人双面双弧焊,结果表明:T型接头在不开坡口条件下可实现全熔透不清根,无损探伤UT/MT检测合格,焊缝内部无气孔、裂纹、夹渣等焊接缺陷,焊缝表面成形美观,质量可靠。立向角焊缝宽度为1518mm,凸面角焊缝凸度小于2mm,满足美国焊接规范角焊缝尺寸宽度及凸度的要求。金相组织观察未见有害的魏氏组织,焊接接头硬度最高值约为230HV,力学性能满足《美国钢结构焊接规范AWS D1.1》标准要求。

白雪磊[3](2019)在《基于离线编程与激光跟踪的机舱板自动化焊接》文中研究指明焊接作为船舶装备建造的关键技术,在船体的建造过程中,焊接工作量占到了总工作量50%以上,花费的成本占总成本的40%左右。针对大型船舶曲面中厚板的焊接,采用传统的人工进行多层多道焊的方法,作业效率低下,焊接质量不稳定。机器人自动化焊接技术具有焊接效率高、焊缝成型稳定等优良的特点。针对机器人自动化焊接过程中在线示教工作量大、工作环境恶劣的问题,将离线编程技术应用于机器人曲面中厚板自动化焊接过程中,可以显着提高生产效率,改善工人的作业环境;针对离线编程过程中由于理论模型与实际工件存在偏差、实际工件定位偏差以及焊接变形等原因导致的定位误差,将激光跟踪技术应用于大型船舶曲面中厚板的焊接中,对焊缝进行实时跟踪,可以显着提高焊接作业的精度,改善焊接质量;针对船舶曲面中厚板需要进行多次焊接,焊接效率低的问题,通过焊接工作头的特殊设计可以实现大型船舶曲面中厚板的单面焊双面成型,最大限度的提高焊接效率。因此,将焊接机器人、离线编程技术、焊缝跟踪系统以及特制焊接工作头结合起来的焊接技术将会在大型船舶曲面中厚板的焊接中得到广泛的应用。本文将全门式龙门、焊接机器人、乐驰焊机、工控机、交换机、激光视觉传感器、离线编程系统以及自主设计研发的可以实现大型船舶曲面中厚板单面焊双面成型的三枪双丝焊接工作头等设备组成机器人自动化高效焊接平台,进行12-30mm厚船舶曲面板的焊接试验。通过网络连接建立龙门与机器人、机器人与焊机、龙门与总控、机器人与总控之间的通讯,实现了大型船舶曲面中厚板长距离自动化焊接过程中各设备之间的通讯以及机器人的长距离移动;利用SolidWorks软件对离线仿真工作站中关键部件进行尺寸设计以及模型建立,并将建立的模型导入到模拟仿真软件RobotStudio中建立仿真工作站,通过模拟仿真软件的可视化界面验证了高效焊接平台在大型船舶曲面中厚板长距离自动化焊接过程中操作方面的可行性;将激光视觉传感技术应用于焊接过程,通过对焊接过程中焊缝信息的实时反馈,实现焊接机器人对焊接路径的及时调整,有效的提高了焊接的精度。

张聪[4](2019)在《基于ROS的双机器人协作焊接运动轨迹规划与控制研究》文中指出传统的机器人焊接只能应用于较为简单的弧焊和点焊,针对接管与容器交叉的复杂空间相贯线焊缝,考虑其焊接轨迹的复杂性和焊缝焊接工艺要求,传统的焊接机器人完成该类型焊接任务具有相当难度。随着工业机器人技术的发展,双机器人协作运动方法也逐渐被研究和采用,本文针对较为复杂的空间相贯线焊接任务采用双机器人协作运动完成,结合焊接机器人实际情况和焊接工艺要求对双机器人的焊接运动轨迹规划和系统控制方面开展研究,主要工作概括如下:首先,结合焊接机器人实际情况和焊接工艺要求,分析了焊接机器人的结构特性并求解了焊接机器人的正逆运动学方法。同时为提升焊接运动精度,提出了一种基于视觉的双机器人同时标定方法。在进行同时标定方法时,首先分析了双机器人焊接系统的运动学模型,从获得完整准确的运动链需要得到手眼关系和基座坐标系关系,然后按照对这两个关系采用不同的方法进行求解分析,设计了专用的标定工具,并在两台FANUC 200ID中进行了同时标定实验。经验证实验测算误差在0.1mm以内,表明该方法有效可行。其次,在路径优化和轨迹规划时,首先分析了机器人运行时的选解情况,以运动代价作为优化目标结合各项约束条件进行路径优化,然后对空间相贯线轨迹进行插补分析并对插补点进行双机器人运动分解。在MATLAB中进行插补轨迹运算,对Robot Studio进行二次开发导入轨迹点进行仿真运动实验。仿真实验结果表明,路径优化算法提升了17.64%的运动效率,且双机器人协作焊接运动方法可行有效。最后,为实现上述方法在实体机器人中的运动控制,结合ROS系统框架进行仿真平台搭建,进行URDF模型构建,Rviz可视化,Movelt!运动配置,最后将控制系统的接口文件与实体机器人进行配置,成功完成实体机器人与控制系统平台的同步。

刘希鹏[5](2018)在《基于焊道自适应编排的船舶型材弧焊机器人系统研制》文中指出船舶产业是国家传统产业中的重要组成部分,但我国造船耗能大,劳动力资源紧张,自动化水平低。目前船舶型材仍采用手工焊接方式,现场生产环境恶劣,效率低下,焊接质量稳定性难以保证。同时,焊接制造行业用工难、用工贵和高技能焊工稀缺等现实需求,使得“机器换人”成为焊接制造业转型升级的必然发展趋势。实际焊接生产过程中,由于装配间隙、错边及散热不均等因素,传统的“示教再现型”机器人在焊接过程中容易出现焊接轨迹偏离或者焊接参数不匹配等问题,导致焊接接头质量不稳定甚至失效。基于上述问题,本文针对船舶分段T型材机器人自动化需求,研制了一套基于激光视觉传感的弧焊机器人系统,用于船舶分段型材的自动化焊接。借助激光视觉传感技术、多层多道规划及焊接专家系统成功实现了分段型材的自动化、智能化焊接。构建的系统具备初始焊缝识别、跟踪、多层多道规划、焊枪姿态及工艺参数自适应调整等功能。首先根据船舶T型材所用焊接材料及其焊接工艺要求,结合船舶制造业的生产现状,详细分析了大船船舶T型材对口焊接自动化生产所面临的问题,根据船舶型材弧焊机器人系统的实际作业环境,明确了焊接机器人系统性能指标和技术要求,并给出了系统总体设计方案。本文首先构建了船舶型材弧焊机器人系统,包括:机器人本体、控制柜、焊接电源、激光视觉传感器、焊接专家库系统、多层多道规划以及主控计算机等六部分组成。硬件系统包括机器人系统、焊接设备、线激光传感器、主控计算机、防碰撞传感器、清枪站及外围辅助设备等,基于系统开发的软件人机操作界面友好、故障响应迅速,便于远程监控、操作。其次,提出了线激光视觉传感器一套简单适用的标定方法,解析了视觉传感器和机器人的“手眼”关系矩阵。针对T型材平板对接、立板对接两种接头形式,在工件坐标系下分别提出了焊接始、末点寻位策略,改进了厚板焊缝根部中心位置坐标的提取方法。通过在工件上建立焊枪坐标系的方法保证了焊接过程中焊枪姿态可达性和合理性,并可实现焊缝跟踪功能。开发了分段型材的焊接专家系统,支持焊接工艺规程导入导出功能。根据输入的焊接工艺参数,结合板材厚度自动规划多层多道焊道编排,采用相邻数据插值法计算焊接电流和焊缝填充量法优化焊接速度,优化初始规划算法,避免喷嘴和工件干涉碰撞。最后,本文研制的船舶型材分段弧焊机器人系统,在大连船舶重工集团有限公司船舶分段制造数字化车间进行了试点应用。针对现场应用提出了一系列安全操作规程;借助开发的焊接专家系统,可实现现场不同尺寸工件自动生成焊接规范参数。现场焊接试生产结果表明,采用本文开发的船舶型材分段弧焊机器人系统可大大提高生产效率,降低工人劳动强度和保证焊缝质量。对提高我国船舶制造的高效化和自动化技术,促进船舶自动化制造水平具有重要意义。

侯仰强[6](2018)在《双机器人协调焊接系统标定及路径规划技术研究》文中提出为了提高焊接效率、保证焊接质量,在航空航天、汽车制造、机械零部件加工等领域中应用了大量的焊接机器人。在对一些复杂零件进行焊接时,单个机器人很难满足焊接要求,极易产生碰撞,从而无法保证焊接质量的稳定性,双机器人协调焊接系统为此类问题提供了解决思路。为了提高双机器人协调焊接系统的精度及实用化水平,本课题对双机器人协调焊接系统标定及路径规划技术进行研究。分析了双机器人协调焊接系统各部件标定原理及方法,改进了机器人工具坐标系及双机器人基坐标系的标定方法。探究了双机器人协调焊接路径规划系统各参数对焊缝成形质量以及机器人运动平稳性的影响,利用智能优化算法对焊接路径进行了优化。本文的研究内容主要包括:首先分析了机器人工具坐标系、工件坐标系以及双机器人基坐标系标定原理及标定方法,基于向量旋转理论推导出了四元数与旋转矩阵的对应转换关系,简化了标定计算过程。结合拉格朗日乘数法,提出了一种“基于公共靶标的三点两步法”的双机器人基坐标系标定方案,提高了系统标定精度并简化了标定过程,并做了大量的标定试验,验证了标定方案的可行性。然后在完成双机器人系统各部件标定的基础上,通过分析焊接位置、焊枪姿态对焊接质量的影响以及机器人各关节变化对机器人运动平稳性的影响建立了焊接质量函数、机器人运动平稳性函数以及双机器人碰撞函数等参数的数学模型,为下一步的路径规划提供了规划目标。其次研究了双机器人协调焊接路径规划算法,结合多个规划目标函数的特点,提出一种基于多目标遗传算法的路径规划方案,并以“马鞍形”空间复杂曲线焊缝为例,进行了实际的焊接路径规划。最后利用机器人离线编程软件RobotStudio对所规划的路径进行了仿真验证并对双机器人运动状态进行了监测,搭建了双机器人协调焊接试验系统,对“马鞍形”焊缝进行了实际的焊接试验,验证了路径规划算法的正确性。

陶凤荣[7](2015)在《弧焊机器人与变位机的协调运动研究》文中认为伴随着焊接自动化技术的不断进步,焊接机器人所要面对的焊接任务也日趋复杂,焊接机器人单体作业已经越来越不能满足当前工作任务的需求,机器人与变位机协调焊接作业的研究与应用已成为焊接领域的发展趋势,实现协调焊接的具体算法是当前研究的热点问题之一。本文以一台六自由度串联型焊接机器人和一台二自由度旋倾式变位机构成的工作站为研究对象,采用离线编程方法,对空间复杂相贯线焊缝的协调船型焊接进行了较深入研究,完成了离线编程下工作站协调焊接算法的实现。具体工作有以下几个方面:(1)针对机器人运动学逆解算法问题,本文提出了一种基于几何的六自由度串联型焊接机器人运动学逆解算法。首先依据焊接机器人的实际工况,将机器人二、三臂的位形和第五关节角的正负相组合,把运动学逆解分成四类,舍去没意义的,剩余各类对应一种机器人工作形态,具有明确的几何意义,然后依据机器人工作形态选用相应的类算法,最终得到对应的1组解析解,降低了轨迹规划问题的复杂性。同时用非标准的D-H法对2R变位机的坐标系进行了定义,简化了变位机的逆解算法。(2)运用数字离散思想,将空间曲线焊缝离散,提出了以焊缝坐标系为纽带将耦合在一起的机器人变位机工作站坐标系封闭链打开,从固定坐标系开始一边是机器人坐标系开链,一边是变位机坐标系开链,协调运动呈非主从关系,进而分别对两条开链做解算,实现了对机器人变位工作站的解耦,降低了协调焊接的复杂性。(3)以应用较为广泛的椭球面封头与圆管焊接为例,用5个参数来描述圆管相对椭球面封头的位姿,建立其空间相贯线的参数方程,获取整条焊缝曲线并对其离散,规划焊点对应的时间序列,确保焊接速度的均匀性。用Matlab软件计算获取各离散点的焊缝坐标系,对各离散焊点理想焊接状态(船型焊)下对应的机器人变位机工作站各个关节角度进行求解,再对变位机的关节轨迹进行规划,输出各关节依据时间的角度文本文件。用Creo Parametric 2.0软件对整个变位机工作站建模并装配,将角度文本文件加载到模型对应的各个轴上进行运动学仿真。仿真结果表明:基于几何的六自由度串联型机器人逆解算法精度高;机器人和变位机各旋转关节角速度平滑连续,协调运动算法具有较高的精度且易于实现。

刘美娜[8](2015)在《城轨客车铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站仿真分析》文中指出近年来我国轨道车辆制造行业发展迅速,不断扩大的轨道交通规模对轨道车辆生产质量和生产效率提出了更高要求。铝合金牵引梁是轨道车辆的重要承载件,其制造质量的优劣直接影响车辆的使用寿命。传统手工焊接的铝合金牵引梁不仅焊接质量不易控制,而且生产效率低,因此有必要开发新的焊接工艺方法,并采用自动化焊接技术来有效地提高产品质量和生产效率。本文通过对城市轨道客车铝合金牵引梁传统焊接工艺的分析,提出了双面双弧焊新工艺方法。采用该工艺方法不仅可以大大提高焊接效率,而且相对一般焊接方法还具有热输入量小、焊接变形小和熔深大等优点,从而显着降低铝合金牵引梁的整体焊接变形。为了获得可靠的焊接质量和较高的焊接效率,本文采用双面双机器人弧焊系统对铝合金牵引梁实现双面双弧自动化焊接。为了适合双机器人焊接设计了相应的工装夹具,进一步优化了铝合金牵引梁的焊接工艺。为缩短机器人工作站的规划及设计周期,本文利用数字仿真技术对铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站的布局规划、焊接路径规划和防碰撞干涉等进行了仿真分析。利用CATIA软件建立工作站各种资源的数字模型,并将之导入DELMIA仿真平台,得到双面双弧焊机器人工作站的仿真模型。运用DELMIA软件中工厂布局模块、设备任务定义模块和流程仿真模块等,进行各种资源的布局规划与分析,优化了工作站布局。对铝合金牵引梁双面双弧机器人焊接进行焊接路径规划,获得了较优的双机器人焊接路径。进一步对双面双弧焊机器人工作站工作过程的防干涉和碰撞等问题进行仿真分析,经过不断调整确保工作站的安全性。通过对铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站焊接过程仿真输出机器人离线程序,从而为实际现场机器人示教编程提供参考依据。

邵长春[9](2013)在《弧焊机器人和变位机的耦合与解耦分析》文中提出弧焊机器人和变位机工作系统作为一个耦合性很强的整体,其功能是经由几个功能模块通过他们之间的协调关系体现出来的。因此通过功能划分来实现机器人工作站的耦合与解耦有非常重要的意义。本课题中所探讨的主要问题是:1、变位机根据平焊约束把待焊点移动到理想的位置,机器人在满足约束关系的前提下配合变位机实施对焊缝的焊接。这个问题前人已经做过很多的研究,但是很多只是强调机器人变位机工作站的整体性,本文除了研究机器人工作站的整体性,还提出:机器人系统可以分为变位机模块系统和机器人模块系统的方法,故本文中在总结前人研究的基础之上,首先分别建立弧焊机器人运动模型方程和变位机运动模型方程,然后通过两个运动模型方程之间的联系,正确建立机器人和变位机协调运动的模型。实质上弧焊机器人和变位机本质上都是机器人,只是其功能各不相同。2、本文还运用PRO/E软件建立模型,并用matlab软件对IRB1400型弧焊机器人运动进行模拟仿真,通过matlab模拟仿真进一步论证弧焊机器人系统和变位机系统的运动方程模型的正确性和直观性。3、对于待焊工件的复杂焊缝轨迹的规划,本文利用数控技术中的拟合插补原理进行探讨分析。通过对以上问题的分析研究,在变位机与机器人协调工作中,将焊接过程的平、横、立、仰的焊接方法转化为平焊;这样不仅提高了焊缝强度,而且降低了焊接工艺的复杂程度,从而提高了焊接的质量和效率。借助PRO/E软件建模与matlab软件对弧焊机器人与变位机运动模型的仿真,通过模拟仿真能够更清晰直观地反映出实际工作中存在的问题,并能及时的得到有效解决。

刘洲平[10](2012)在《九自由度弧焊机器人多层焊离线编程的研究》文中研究表明为了解决厚板复杂结构的焊接问题,需采用冗余自由度机器人系统。本文采用的九自由度弧焊机器人系统由六自由度关节型机器人、二自由度变位机和水平直线移动导轨三部分组成。首先,根据D-H法,建立了冗余自由度弧焊机器人工作站的坐标系统,对机器人和变位机的正、逆解进行求解,并探讨了逆解多值的最优解问题。为了实现J型坡口马鞍形焊缝的多层多道焊接,对J型坡口采用截面填充法进行路径规划,提出了采用增量法确定和修正焊缝层数和道数的理论,从而可以根据前一道已知焊缝的轨迹及坡口的几何参数来推断未知焊道轨迹。采用VISUAL C++6.0开发九自由度弧焊机器人多层焊的离线编程系统。该系统主要由运动学正、逆解求解模块、多层焊路径规划模块、运动学仿真模块ROTSY、焊接作业生成模块和通信模块MOTOCOM32等组成。其中多层焊路径规划模块包括马鞍形几何参数规划、焊道排布规划、焊接顺序规划及焊枪姿态规划等内容。该系统不仅可以单步生成作业指令,也可以自动生成作业程序,具有人机界面友好、集成度高、操作简单等优点。最后,在V型坡口对接焊缝离线编程实验的基础上,针对J型坡口马鞍形焊缝进行离线编程和运动仿真,并将仿真验证的作业程序传输至机器人控制柜,进行实际焊接。实验结果表明,机器人系统运动平稳,且实际焊接填充效果与路径规划基本一致,保证了焊接接头的质量,提高了厚板焊接的编程效率。

二、弧焊机器人系统协调焊接的路径放置规划(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、弧焊机器人系统协调焊接的路径放置规划(论文提纲范文)

(1)铝合金相贯线焊缝机器人焊接离线编程及试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 机器人离线编程概述
    1.2 机器人离线编程系统研究和应用现状
        1.2.1 机器人离线编程技术的发展
        1.2.2 商品化的离线编程系统
        1.2.3 机器人公司开发的离线编程系统及应用
        1.2.4 机器人离线编程核心技术
        1.2.5 机器人离线编程系统实用化研究方向
    1.3 本文主要研究内容
第二章 铝合金相贯线焊接离线编程系统设计
    2.1 试验设备
    2.2 试验材料
    2.3 试验使用的软件
    2.4 离线编程软件的二次开发
        2.4.1 工艺模块的开发
        2.4.2 轨迹优化模块的开发
    2.5 离线编程场景建模
    2.6 本章小结
第三章 机器人运动学研究
    3.1 空间位姿的定义及转换
        3.1.1 机器人空间位置和空间姿态的表达及Matlab编程
        3.1.2 机器人的坐标系转换及Matlab计算
    3.2 机器人运动学方程的求解及验证
        3.2.1 改进的DH法建立机器人正运动学方程及验证
        3.2.2 机器人逆运动学方程的求解及筛选
        3.2.3 变位机运动学求解
    3.3 焊缝位姿定义及表达
    3.4 焊枪位姿定义及表达
    3.5 本章小结
第四章 铝合金相贯线焊缝轨迹规划
    4.1 相贯线焊缝特征分析
    4.2 相贯线焊缝数学方程的推导
    4.3 KR60机器人的协调运动方程
    4.4 相贯线轨迹的离散和船形焊姿态算法
    4.5 相贯线焊缝逆运动学求解
    4.6 离线编程误差补偿
        4.6.1 离线编程误差分析
        4.6.2 离线编程坐标系的标定
    4.7 离线编程轨迹优化
    4.8 本章小结
第五章 铝合金相贯线焊接工艺优化及试验
    5.1 相贯线离线编程工艺优化原理
    5.2 引弧位置和焊枪姿态的优化与试验
    5.3 摆动方式和摆动参数的优化
        5.3.1 摆动方式对焊缝成形的影响
        5.3.2 摆动参数对焊缝成形的影响
    5.4 焊接电流和焊接速度的参数规划
结论
参考文献
致谢

(2)中厚板双机器人T型接头立角焊焊接工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 中厚板全熔透高效焊接的研究现状
    1.3 焊接机器人的应用及研究现状
        1.3.1 焊缝跟踪技术的研究
        1.3.2 离线编程及仿真技术
        1.3.3 多台焊接机器人协调控制技术
        1.3.4 弧焊机器人焊接质量信息化
    1.4 双面双弧焊的应用及研究现状
    1.5 研究内容
第2章 试验材料与设备
    2.1 机器人焊接系统介绍
        2.1.1 焊接机器人模块
        2.1.2 双弧焊接模块
        2.1.3 机器人运行模块
    2.2 试验材料及试验方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 坡口形式
        2.2.3 机器人示教编程
        2.2.4 数值模拟分析
        2.2.5 机器人双面双弧焊
        2.2.6 金相组织观察
    2.3 试验评定标准
    2.4 试验技术路线
第3章 自动化FCAW立向上焊接工艺试验
    3.1 试验过程分析
    3.2 工艺参数的影响
        3.2.1 焊接电流的影响
        3.2.2 焊接电压的影响
        3.2.3 焊接速度的影响
    3.3 机器人运动轨迹与参数的影响
        3.3.1 摆动幅度的影响
        3.3.2 矢量点停留时间的影响
        3.3.3 摆动方式的影响
        3.3.3.1 立角焊摆动方式
        3.3.3.2 焊缝接头形貌
        3.3.3.3 摆动方式对焊缝熔深的影响分析
    3.4 本章小结
第4章 双面双弧焊接模拟与分析
    4.1 引言
    4.2 焊接模型的建立
    4.3 材料属性及热源模型
        4.3.1 热源模型选择
        4.3.2 材料的物理参数定义
    4.4 单面单弧模拟分析
        4.4.1 摆动方式焊接温度场模拟及分析
        4.4.2 数值模拟与试验对比
    4.5 双面双弧模拟分析
        4.5.1 弧间距对角变形的影响
        4.5.2 弧间距对残余应力的影响
        4.5.3 弧间距对T型接头熔深的影响
        4.5.4 弧间距对硬度的影响
    4.6 本章小结
第5章 机器人双面双弧焊接工艺试验与分析
    5.1 中厚板T型接头全熔透双面双弧试验
    5.2 试验结果及分析
        5.2.1 宏观分析
        5.2.2 MT、UT检测
        5.2.3 显微组织分析
        5.2.4 硬度测量
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(3)基于离线编程与激光跟踪的机舱板自动化焊接(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 焊接机器人发展概述
    1.3 机器人离线编程现状与进展
        1.3.1 国外离线编程现状
        1.3.2 国内离线编程现状
    1.4 离线编程软件RobotStudio简介
    1.5 焊缝跟踪系统简介
    1.6 激光跟踪原理简介
    1.7 本文主要内容
2 船舶机舱板拼焊平台设计
    2.1 船舶机舱板拼焊平台构成
    2.2 拼焊平台主要设备功能及参数
        2.2.1 曲面列板
        2.2.2 龙门
        2.2.3 ABB IRB4600 机器人
        2.2.4 乐驰焊机
        2.2.5 焊接工作头
        2.2.6 送丝装置
        2.2.7 通讯模块
        2.2.8 Power-Cam3D激光视觉传感器
    2.3 拼焊平台各装备控制形式
        2.3.1 机器人与焊机之间的控制形式
        2.3.2 龙门与机器人之间的控制形式
        2.3.3 龙门与总控之间的控制形式
        2.3.4 机器人与总控之间的控制形式
        2.3.5 机器人与激光跟踪之间的控制形式
    2.4 本章小结
3 船舶机舱板拼焊平台模拟仿真工作站建立
    3.1 船舶机舱板拼焊平台模拟仿真工作站建模
        3.1.1 龙门的建模
        3.1.2 ABB IRB4600 机器人模型
        3.1.3 焊接工作头的建模
        3.1.4 船舶机舱板的建模
    3.2 机械装置创建
        3.2.1 焊枪工具
        3.2.2 机器人外轴
    3.3 在RobotStudio中布局模拟仿真工作站
    3.4 本章小结
4 船舶机舱板拼焊平台离线编程及模拟仿真
    4.1 离线编程前期准备工作
        4.1.1 机器人系统的建立
        4.1.2 工具坐标系设定
        4.1.3 工件坐标系设定
    4.2 离线编程及模拟仿真
        4.2.1 RAPID语言
        4.2.2 离线编程步骤
        4.2.3 焊接路径离线编程与仿真
        4.2.4 离线程序解析
    4.3 本章小结
5 焊缝跟踪系统调试与应用
    5.1 Power-Cam3D激光视觉传感器的安装
    5.2 网络连接
    5.3 传感器标定
    5.4 编程与调试
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(4)基于ROS的双机器人协作焊接运动轨迹规划与控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 双机器人协调运动概述
        1.2.1 双机器人协调运动特点
        1.2.2 双机器人协调运动分类
    1.3 焊接机器人系统标定研究现状
    1.4 双机器人焊接运动轨迹规划研究现状
    1.5 论文研究内容及章节安排
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 章节安排
第2章 焊接机器人建模与运动学分析
    2.1 焊接机器人建模及运动学基础
        2.1.1 FANUC M10i焊接机器人参数及构成
        2.1.2 机器人运动学基础
    2.2 焊接机器人运动学分析
        2.2.1 FANUC M10i焊接机器人正运动学
        2.2.2 FANUC M10i焊接机器人逆运动学
    2.3 MATLAB仿真建模与运动学验证
        2.3.1 机器人仿真运动模型的建立
        2.3.2 FANUC M10i机器人运动学验证
    2.4 本章小结
第3章 双机器人运动系统中的空间位置关系标定
    3.1 建立双机器人系统运动闭环链
    3.2 基于视觉的双机器人系统的同时标定方法
        3.2.1 双机器人基坐标系标定
        3.2.2 机器人手眼标定
    3.3 双机器人系统同时标定实验
        3.3.1 机器人末端工具设计
        3.3.2 双机器人系统标定实验操作
        3.3.3 数据解算与误差分析
    3.4 本章小结
第4章 混合约束下的双机器人路径优化与焊接运动轨迹规划
    4.1 最优路径算法分析与优化
        4.1.1 优化算法分析
        4.1.2 焊接运动轨迹分析
        4.1.3 最优路径求解与仿真分析
    4.2 空间相贯线轨迹分析与插补
        4.2.1 空间相贯线的数学表达
        4.2.2 焊接运动轨迹插补算法研究
    4.3 双机器人协作焊接轨迹分析与仿真
        4.3.1 焊接轨迹融合与分解
        4.3.2 基于Robot Studio的仿真实验
    4.4 本章小结
第5章 基于ROS的双机器人协作焊接控制系统搭建
    5.1 基于ROS的机器人控制系统开发平台
    5.2 双机器人URDF模型创建及可视化
        5.2.1 URDF文件的创建与校验
        5.2.2 Rviz可视化开发
    5.3 双机器人协作运动系统配置
        5.3.1 Movelt!文件配置与更新
        5.3.2 机器人控制器连接与验证
    5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
攻读硕士期间已发表的论文
附录
致谢

(5)基于焊道自适应编排的船舶型材弧焊机器人系统研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 船舶建造焊接自动化国内外现状
        1.2.1 造船工业焊接自动化国外现状
        1.2.2 我国造船工业焊接自动化发展现状
    1.3 机器人焊接智能化研究现状
        1.3.1 机器人焊缝跟踪技术
        1.3.2 焊缝多层多道自动规划
    1.4 焊接工艺专家系统
    1.5 本文主要研究内容
第二章 船舶型材机器人焊接系统设计
    2.1 船舶T型材纵骨焊接工艺及性能指标
        2.1.1 船舶T型材及焊接材料
        2.1.2 船舶焊接制造现状及问题
    2.2 弧焊机器人系统的性能指标
    2.3 机器人焊接系统方案
    2.4 本章小结
第三章 船舶型材机器人焊接系统的实现
    3.1 移动式一体化焊接系统硬件设计
        3.1.1 弧焊机器人选型
        3.1.2 焊接电源选型
        3.1.3 焊枪和清枪剪丝系统
    3.2 激光视觉传感系统
    3.3 移动一体化弧焊机器人控制系统
        3.3.1 焊接工艺参数采集
        3.3.2 基于Moto Plus的TCP通讯
    3.4 本章小结
第四章 船舶T型材焊缝识别及多层多道规划
    4.1 初始焊位识别及焊缝跟踪策略
        4.1.1 弧焊机器人手眼标定方法
        4.1.2 焊缝中心点提取及焊枪姿态调整策略
        4.1.3 坡口根部间隙检测
        4.1.4 T型材接头初始焊位识别策略
    4.2 多层多道焊缝编排及规划
    4.3 焊接工艺专家系统
        4.3.1 焊接工艺数据库
        4.3.2 焊接工艺规程文件
        4.3.3 焊接工艺查询系统
    4.4 本章小结
第五章 船舶T型材机器人智能焊接系统实现及应用
    5.2 操作流程及作业规范
    5.3 焊接工艺基本试验
    5.4 移动一体化弧焊机器人系统现场示范应用
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(6)双机器人协调焊接系统标定及路径规划技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双机器人协调焊接系统标定技术研究现状
        1.2.2 双机器人协调焊接路径规划技术研究现状
        1.2.3 现有方法存在的问题
    1.3 课题的主要研究内容
    1.4 课题的基本思路及研究方法
    1.5 本章小结
第二章 双机器人协调焊接系统标定
    2.1 引言
    2.2 焊枪坐标系标定
        2.2.1 标定原理及方法
        2.2.2 基于单位四元数的矩阵计算
        2.2.3 标定试验及结果验证
    2.3 双机器人基坐标系标定
        2.3.1 标定原理及方法
        2.3.2 旋转矩阵优化算法
        2.3.3 标定试验及算法验证
        2.3.3.1 标定计算及误差分析
        2.3.3.2 算法验证
    2.4 本章小结
第三章 双机器人协调焊接系统性能指标函数建模
    3.1 引言
    3.2 焊缝离散化
        3.2.1 空间直线焊缝离散化
        3.2.2 空间曲线焊缝离散化
    3.3 性能指标函数建模
        3.3.1 焊缝质量函数
        3.3.1.1 焊接位置函数
        3.3.1.2 焊枪姿态函数
        3.3.2 机器人运动平稳性函数
        3.3.3 双机器人位置约束及碰撞函数
    3.4 本章小结
第四章 基于多目标遗传算法的双机器人协调焊接路径规划
    4.1 引言
    4.2 多目标遗传算法的产生及基本思想
        4.2.1 多目标遗传算法的产生
        4.2.2 多目标遗传算法的基本思想
    4.3 算法流程及算子选择
        4.3.1 算法流程
        4.3.2 遗传算子选择
    4.4 “马鞍形”焊缝规划实例
    4.5 本章小结
第五章 双机器人协调焊接系统仿真与试验
    5.1 引言
    5.2 双机器人协调焊接系统仿真
        5.2.1 RobotStudio介绍
        5.2.2 仿真工作站建立
        5.2.3 仿真工作站与实际工作站工件坐标系匹配
        5.2.4 仿真工作站运行
    5.3 双机器人协调实际焊接试验
        5.3.1 试验系统搭建
        5.3.2 机器人与PLC通信
        5.3.3 焊接过程及结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题总结
    6.2 课题展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢

(7)弧焊机器人与变位机的协调运动研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
        1.1.1 机器人变位机工作站的需求
        1.1.2 离线编程技术
    1.2 焊接机器人变位机工作站协调运动的研究现状
    1.3 课题来源
    1.4 本文主要研究内容
第二章 机器人空间描述和变换及相关基础理论
    2.1 引言
    2.2 位置、姿态和坐标系描述
        2.2.1 位置描述
        2.2.2 姿态描述
        2.2.3 坐标系描述
    2.3 坐标系的映射
        2.3.1 坐标变换
        2.3.2 齐次坐标变换
    2.4 焊缝位姿及焊枪位姿的描述
        2.4.1 焊缝位姿描述
        2.4.2 焊枪位姿描述
    2.5 焊接工艺与质量
    2.6 本章小结
第三章 机器人及变位机正、逆解
    3.1 引言
    3.2 机器人运动学求解
        3.2.1 OTC-NB4焊接机器人结构参数与建模
        3.2.2 OTC-NB4焊接机器人正运动学求解
        3.2.3 OTC-NB4焊接机器人逆运动学求解
    3.3 变位机运动学求解
        3.3.1 变位机模型的建立
        3.3.2 变位机正、逆求解
    3.4 本章小结
第四章 弧焊机器人与变位机协调运动分析
    4.1 引言
    4.2 焊枪相对焊缝的运动研究
    4.3 弧焊机器人和变位机的藕合
    4.4 弧焊机器人和变位机的解藕
    4.5 本章小结
第五章 椭球面封头与圆管焊接研究
    5.1 引言
    5.2 相贯线参数方程的建立
    5.3 最佳焊接的描述
    5.4 焊缝坐标系的获取
    5.5 相贯线的离散
    5.6 焊接速度均匀性分析
    5.7 机器人变位机关节角度的计算和轨迹规划
        5.7.1 变位机角度求解及轨迹规划
        5.7.2 机器人关节角度求解
    5.8 建模仿真
    5.9 本章小结
第六章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(8)城轨客车铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 双面双弧焊方法发展概况
        1.2.1 国外双面双弧焊发展现状
        1.2.2 国内双面双弧焊发展现状
    1.3 弧焊机器人技术及应用现状
        1.3.1 国外弧焊机器人技术及应用现状
        1.3.2 国内弧焊机器人技术及应用现状
    1.4 数字化工厂技术的发展及应用
        1.4.1 数字化工厂技术的发展现状
        1.4.2 数字化工厂技术的应用
    1.5 论文主要研究内容
第2章 铝合金牵引梁焊接工艺分析
    2.1 铝合金牵引梁结构特点
        2.1.1 铝合金牵引梁结构组成
        2.1.2 牵引梁组成的焊缝形式及分布
    2.2 铝合金牵引梁传统手工焊工艺分析
    2.3 铝合金牵引梁双面双弧焊工艺方案
    2.4 本章小结
第3章 铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站建模
    3.1 建模与仿真平台软件简介
    3.2 双面双弧焊机器人工作站结构功能分析
        3.2.1 双面双弧焊机器人工作站结构组成
        3.2.2 双面双弧焊机器人工作站功能分析
    3.3 双面双弧焊机器人工作站建模
        3.3.1 双面双弧焊机器人数模
        3.3.2 牵引梁及其它资源数模
    3.4 本章小结
第4章 铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站规划
    4.1 双面双弧焊机器人工作站焊接任务规划
        4.1.1 焊接任务分析
        4.1.2 焊接任务创建
    4.2 双面双弧焊机器人工作站布局规划
        4.2.1 机器人可达范围分析
        4.2.2 工作站整体布局规划
    4.3 铝合金牵引梁双面双弧焊接路径规划
        4.3.1 铝合金牵引梁双面双弧焊接路径分析
        4.3.2 铝合金牵引梁双面双弧焊接路径规划
    4.4 本章小结
第5章 铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站仿真分析
    5.1 双面双弧焊机器人工作站仿真
        5.1.1 双面双弧焊机器人工作站仿真流程
        5.1.2 坐标及定位
        5.1.3 焊接机器人示教
        5.1.4 作业顺序调整
    5.2 双面双弧焊机器人工作站仿真分析
        5.2.1 过程仿真分析
        5.2.2 碰撞、干涉仿真分析
    5.3 输出仿真模拟离线程序
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢

(9)弧焊机器人和变位机的耦合与解耦分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状和发展趋势
    1.3 所要解决的主要问题及研究途径与方法
    1.4 本研究特色以及创新之处
第二章 机器人运动学基本理论及数学模型的建立
    2.1 引言
    2.2 用矩阵表示机器人的运动
    2.3 建立机器人的正逆运动的数学模型
    2.4 本章小结
第三章 弧焊机器人和变位机的耦合与解耦分析
    3.1 引言
    3.2 机器人和变位机的耦合分析
    3.3 焊缝、焊点和焊枪的运动分析
    3.4 机器人和变位机的解耦
    3.5 本章小结
第四章 基于 Matlab 神经网络工具箱模拟仿真
    4.1 Matlab 神经网络工具箱介绍
    4.2 机器人仿真技术的概念
    4.3 IRB1400 机器人变位机协调运动模拟仿真
    4.4 弧焊机器人和变位机运动速度模拟仿真
    4.5 本章结论
第五章 机器人运动轨迹规划
    5.1 引言
    5.2 机器人轨迹规划的一般性问题
    5.3 关节插值轨迹
    5.4 数控技术在弧焊机器人轨迹规划中的应用
    5.5 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(10)九自由度弧焊机器人多层焊离线编程的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究目的和意义
    1.2 弧焊机器人离线编程的研究现状
        1.2.1 离线编程的分类
        1.2.2 国内外离线编程的研究概况
    1.3 多层多道焊路径规划的研究现状
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 九自由度弧焊机器人运动学分析
    2.1 弧焊机器人运动学概述
    2.2 机器人广义连杆连接的描述
    2.3 弧焊机器人工作站协调运动方程的建立
        2.3.1 弧焊机器人工作站简介
        2.3.2 MOTOMAN-UP20 机器人工作站坐标系统的建立
        2.3.3 MOTOMAN-UP20 机器人工作站协调运动方程的建立
    2.4 弧焊机器人工作站解耦的的实现
        2.4.1 机器人、导轨和变位机的功能解耦
        2.4.2 工作站协调运动方程解耦
    2.5 本章小结
第三章 机器人工作站的运动学规划研究
    3.1 旋转/倾斜变位机运动学正逆解的求解
        3.1.1 变位机运动学正解
        3.1.2 变位机运动学逆解
    3.2 机器人及其导轨运动学正逆解的求解
        3.2.1 机器人及其导轨运动学正解
        3.2.2 机器人及其导轨运动学逆解
    3.3 MOTOMAN-UP20 机器人工作站解的确定
    3.4 轨迹规划
    3.5 本章小结
第四章 多层多道焊路径规划研究
    4.1 机器人运动路径的确定
    4.2 焊道排布及焊接顺序规划
    4.3 J 型坡口多层多道焊的填充与规划算法
    4.4 本章小结
第五章 弧焊机器人多层焊离线编程系统的开发
    5.1 离线编程系统的软硬件组成
        5.1.1 离线编程系统软件简介
        5.1.2 离线编程系统硬件简介
    5.2 离线编程系统的主要模块设计
    5.3 弧焊机器人多层焊离线编程系统的使用
    5.4 本章小节
第六章 多层焊离线编程与实验分析
    6.1 V 型坡口对接焊缝离线编程与仿真
        6.1.1 工件与机器人建模
        6.1.2 虚拟编程
        6.1.3 V 型坡口实验数据与图形仿真
        6.1.4 V 型坡口对接焊实验与分析
    6.2 J 型坡口马鞍形焊缝离线编程与仿真
        6.2.1 马鞍形焊缝数学描述
        6.2.2 插补点个数计算
        6.2.3 马鞍形工件与机器人环境建模
        6.2.4 离线编程
        6.2.5 J 型坡口马鞍形焊缝实验数据与图形仿真
        6.2.6 J 型坡口马鞍形焊缝离线编程实验与分析
    6.3 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

四、弧焊机器人系统协调焊接的路径放置规划(论文参考文献)

  • [1]铝合金相贯线焊缝机器人焊接离线编程及试验研究[D]. 张玉博. 内蒙古工业大学, 2020(02)
  • [2]中厚板双机器人T型接头立角焊焊接工艺研究[D]. 丛林. 沈阳工业大学, 2020(01)
  • [3]基于离线编程与激光跟踪的机舱板自动化焊接[D]. 白雪磊. 大连理工大学, 2019(03)
  • [4]基于ROS的双机器人协作焊接运动轨迹规划与控制研究[D]. 张聪. 武汉工程大学, 2019(03)
  • [5]基于焊道自适应编排的船舶型材弧焊机器人系统研制[D]. 刘希鹏. 上海交通大学, 2018(02)
  • [6]双机器人协调焊接系统标定及路径规划技术研究[D]. 侯仰强. 天津工业大学, 2018(12)
  • [7]弧焊机器人与变位机的协调运动研究[D]. 陶凤荣. 广西科技大学, 2015(08)
  • [8]城轨客车铝合金牵引梁双面双弧焊机器人工作站仿真分析[D]. 刘美娜. 吉林大学, 2015(08)
  • [9]弧焊机器人和变位机的耦合与解耦分析[D]. 邵长春. 广西科技大学, 2013(06)
  • [10]九自由度弧焊机器人多层焊离线编程的研究[D]. 刘洲平. 南昌航空大学, 2012(01)

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弧焊机器人系统协调焊接路径布局规划
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