弧焊机器人运动学规划及机器人／变位机的运动仿真

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1、河海大学硕士学位论文弧焊机器人运动学规划及机器人/变位机的运动仿真姓名：康艳军申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：朱灯林20050501摘要本文分析了曲线焊缝焊接过程中弧焊机器人和变位机的运动协调关系。根据Denavit—Hartenber方法和机构坐标系统的变换原理，建立了基于KR350／2型机器人和RP2型旋转／倾斜变位机组成的同步工作站的运动学方程。研究了基于船形焊缝约束的机器人和变位机的运动学解祸模型，并根据机器人机构运动连续性要求，采用反变换方法对弧焊机器人和变位机的运动学方程进行了逆解

2、析运算。在以上研究的基础上，研究了弧焊机器人工作站的运动学规划及仿真系统原型的实现，分析了系统的开发环境、总体结构、数据结构等关键技术。通过机器人实体构型、信息定义提取、焊枪姿态的自动规划、212作站运动学规划和焊接过程仿真等模块，对典型焊缝(包括直线焊缝、平面圆弧焊缝、空间一般曲线焊缝)的焊接过程进行了模拟仿真，取得了正确的结果，为弧焊机器人和变位机系统的离线编程的进一步研究打下了良好的基础。关键词：弧焊机器人工作站运动规划运动仿真离线编程ABSTRACTInthispaper,thecoupledrel

3、ationshipofmotionbetweenarc—weldingrobotandpositionerisanalysedduringtheweldingofspatialcurvewelding—linewithrespecttoKR350／2robotandRP2positionerworkstation．Kinematicsequationsofsynchronousworkstationofrobot-positionersystemaresetintermsofDenavit—Hartenbe

4、rgmethodandtransformationofcoordinatesystem，andtheuncoupledkinematicalmodelofrobot-positionersystemisalsostudied．Then，withregardtotherequirementofrunningcontinuityofangledisplacementsofrobotjoints，thekinematicsequationsaboutweldingrobotandpositionersystema

5、resolvedbythemethodofinversetransformation．Basedontheaboveresearch，thegeneralschemeofkinematicalanalysisandsimulationaboutarc—weldingrobot—positionerworkstationisstudied，includingthedevelopmentcircumstances’Sanalysis，wholestructure’Sanalysisanddatastructur

6、e’Sanalysisetc．Finally,threekindsoftypicalwelding-line，includingbeelinewelding-line，planecurvewelding—lineandspatialcurvewelding·line，aresimulatedsuccessfullybyusingthemodulesofrobotmodeling，definitionandpicking—upofwelding—line．Thesimulativeresultshowsthe

7、aboveworkwillgiveagoodgroundworkforthenextresearchofoff-lineprogramming．Keywords：arc—weldingrobotworkstation，kinematicalprogramming，kinematicalsimulation，off-lineprogramming第一帝绪论第一章绪论机器人的诞生和机器人学的建立是20世纪人类科学技术的重大成就，是计算机科学、控制论科学、机构学、信息学、传感技术、人工智能、仿生学等众多学科综合的

8、结果，是科学技术向现实生产力转化的里程碑式的产物，具有跨时代的意义。自从20世纪50年代以来，机器人已经历了三代。第一代机器人只能算作一种自动化设备；第二代机器人具有一定的触觉、视觉和听觉功能。机器人发展到现在已经进入了第三代即智能机器人时代。机器人因其卓越的性能而旱已在许多国家产业化，机器人的这些性能主要体现在两点。一、通用性：通用性是指机器人执行不同的功能和完成多种简单任务的实际能力。机器人因其特殊的连杆结构