爬行式弧焊机器人控制系统设计、仿真与实验研究

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1、摘要本文进一步针对大型工件全位置焊接的爬行式弧焊机器人的控制系统进行研究。中心任务是重新设计一套适应于系统硬件的控制方法，从而在焊接作业中达到焊缝平滑跟踪的目的。本文首先介绍了全位置的爬行机器人系统构成，主要包括机器人本体、焊接系统、焊缝识别系统及控制系统。机器人本体为永磁式履带爬行机构，结合焊缝识别与控制系统完成焊缝跟踪和焊接。其次，本文着重研究了机器人系统控制方法。在已有控制方法基础上提出能够满足软硬件要求的几种控制方法，其中包括粗模糊控制、一般模糊控制、模糊与微偏结合控制方法，文中分别表述的几种控制方法的建立，并初步探讨了方案优劣，提出模糊与微偏结合的控制方法可能为

2、较优方案。之后分别对几种控制方法进行了仿真分析，结果表明，三种控制方法较已有控制方式在跟踪的效果上都有不同程度的提高，其中模糊与微偏结合的控制方法效果最佳，在可实现系统中一般模糊控制效果最佳。最后介绍了机器人控制方法的实现，采用PLC控制器和触摸屏相结合的编程方法实现了一般模糊控制方法的控制器设计，并做了实际的跟踪与焊接实验。实验表明：计算机仿真与实际较为吻合，新系统于已有系统在可靠性与跟踪精度上都有较大提高；由现场实验结果表明控制系统工作良好，能够很好的实现多层多道的跟踪焊接。关键词：爬行式机器人，焊接机器人，PLC，模糊控制，计算机仿真AbstractionBased

3、Oilthedevelopedcrawltypearc—weldingrobotOnsite，thisthesisfocusesOiltheanalysesandprogrammingforitscontrolsystem，andthentherealizationofthesystem．Themainjobistorenewthecontrolsystemforthehardware，SOthatittailrealizethesmoothtrackingfunctionwhenweldingOilsite．Atfirst，analyzingandsummarizing

4、theusedbasicmethodsisnecessarytofindtheexistentfaultsandshortcomings．Andthen，gettothesteponfaultsresolvingandnewmethodspromoting，andprogrammingforsoftandhardware．Atthisstep，youshouldbeawarethatdifferentmethodsorresolveprojectsareentangledeachother,theirrelationshipisakindofinherit,forthat

5、theirrealizationisaprocessofstepbystep，andthentheproblemsolvingcapabilitycouldfocusonthecredibifityandprecisionoftrackingbeimproved．Then,usingoneortwoprojectsasasample，itstatestheprocesshowthehardandsoftwarebecarriedout．Forsomeimportantsoftwarefunction，therewouldbesomeparticularlystatemen

6、ts．Thenextissimulation，basedonthedifferentideasmentionedabore．Inthesimulation、acreditablekinematicquotationisveryimportant．ThereweusedadevelopedDneandfoundo“fthatitworksSOperfectthatcarlmatchtheresultsofourweldingexperimentsinthelabandOilsite．Lotsoffigureshavebeenprovidedtoprovethecapabil

7、ityofFlewmethods，andatthesa．rnetime，thequotation，whichhadneverbeusedbefore，alsoisproveditsprecisioninthesecontrasts．Atlast，itgetsitsstatementthatwiththenewpromotedmethodsthetrackingstabilityhasbeenimprovedpreciouslyandcreditably．AndthearCweldingrobotCandowellofitsjo