焊接机器人的运动学分析与轨迹规划

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。焊接机器人的运动学分析与轨迹规划　　摘要：本文是在pr1400焊接机器人的基础上进行研究的，对其整体结构和运动学过程及轨迹进行了分析并采用标准d-h建立坐标系。同时利用matlab机器人工具箱建立运动模型和运动仿真，得到光滑的角加速度、关节角位移、角速度的变化曲线及运动末端轨迹曲线。更重要的是仿真模拟可以使研究人员避免一些计算错误，提高机器人

2、轨迹规划的可靠性。　　Abstract：Thispaperisbasedonpr1400weldingrobot.Thewholestructureandkinematicsprocessandtrajectoryareanalyzedandthecoordinatesystemisestablishedbystandardd-h.Atthesametime，thematlabrobottoolboxisusedtoestablishthemotionmodelandmotionsimulation，andthesm

3、oothcurveandend-of-trackcurveofangularacceleration，jointangulardisplacementandangularvelocityareobtained.Moreimportantly，simulationcanhelpresearchersavoidsomecomputationalerrorsandimprovethereliabilityofrobottrajectoryplanning.　　关键词：焊接机器人；仿真；运动学分析；轨迹规划　　Keyword

4、s：weldingrobot；simulation；kinematicsanalysis；trajectoryplanning为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　中图分类号：；文献标识码：A

5、文章编号：1006--0122-03　　1介绍　　随着中国制造2025的提出，我国的工业化水平在不断地发展，产品和技术在不断地推陈出新。产业的自动化也在不断提高，相应的焊接机器人的发展处于日新月异[1]。大量的焊接机器人投入到工业生产之中，扮演着越来越重要的角色。对于焊接机器人的研究来说，其具有研究的成本高、周期长等不利缺点[2]。所以针对这样的问题，研究人员利用仿真技术在计算机将实验的数据与结果模拟出来，这样就能更快更方便的得到准确的方案[3]。在本文中，我们分析了焊接机器人的整体结构和相应参数，同时建立了标准d-

6、h参数法下的坐标系，求解出连杆结构的运动方程。同时利用matlab工具箱对机器人的运动进行了相应的模拟，并规划处轨迹曲线。建立6个环节的离线轨迹规划的数学模型，对其建立solidworks实行模型进而分析，实现对焊接机器人的运动控制。　　2pr1400焊接机器人D-H坐标系模型为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校

7、做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　焊接机器人pr1400是由腰座、肩部、大臂、肘部、小臂、腕部组成。在机器人末端加装有焊枪，在肘部上方加装有送丝机。该款焊接机器人共有六个自由度，依次为肩部回转、大臂俯仰、肘部俯仰、小臂回转、手腕俯仰、手腕末端法兰回转。[4]在图1所示的坐标系包括4个参数连杆偏移“d”、角度“θ”、关节长度“a”和旋转角度“α”。这里的关节角度“θ”是关节变量，其他三个参数值保持不变。具体参数值见表1。　　3pr

8、1400焊接机器人正向运动学分析　　从表2上中比较仿真值和计算值的数据得到两者是一样的，所以结果是三维模型的建立是正确的，可以用来进行轨迹的规划。　　6pr1400焊接�C器人轨迹规划与仿真　　对机器人进行轨迹规划是基于其要完成的基本任务来设定的，同时搭建各关节的运动方程，可得到末端的位置和方向，这样就能良好保证机器人实现的运动。[5]轨迹规划