机器人等离子切割离线编程技术

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1、上海交通大学硕士学位论文机器人等离子切割离线编程技术姓名：姜蓓申请学位级别：硕士专业：材料科学与工程学指导教师：林涛20080201上海交通大学硕士学位论文机器人等离子切割离线编程技术摘要在现代制造业尤其是汽车、船舶制造业中，切割是非常重要的加工手段。而传统的机器人示教方法在许多复杂的作业应用中不能满足要求。离线编程技术的出现则为上述问题的解决提出了可供选择的方案。离线编程技术便于和CAD/CAM系统结合，做到CAD/CAM/机器人一体化。文章首先阐述了机器人离线编程的概念和技术内容，机器人离线编程系统的

2、组成；分析了机器人离线编程技术的现状及发展趋势。文章的重点是针对造船工业中钢板及L型钢的切割问题，提出了离线编程实现等离子切割的解决方法。即从钢板及L型钢的原始CAD图形中提取出切割信息，并计算出切割关键点的坐标；通过切割信息的处理使得切割路径连贯；通过坐标变换，将原本CAD坐标系中的坐标转换成机器人坐标系中的坐标；提出扫描线算法对切割路径进行规划；其次根据已有的信息，进行机器人逆运动学求解机器人各关节角，编写机器人程序；最终用OPENGL软件仿真切割过程，并在MOTOMANUP6上完成了模拟切割实验，分

3、析实验的误差以及误差来源。误差在切割允许的范围之内，从而证明了文章中提出的离线编程方法是切实可行的，它在数字化造船中具有一定的意义。关键词：机器人，切割，离线编程，标定，运动规划上海交通大学硕士学位论文OFF-LINEPROGRAMMINGINPLASMACUTTINGABSTRACTCuttingisanimportantprocessinthemodernmanufacturing,especiallyintheautomobileandmarineindustries.Traditionalrobo

4、tteachingmethodcan’tmeettherequirementincomplicatedworks.Whileoff-lineprogrammingtechnologygivessolutiontothisproblem.Andit’sconvenientforthecombinationofCAD/CAM,andhelpstheintegrationofCAD,CAMandrobot.Thispaperfirstintroducedtheoff-lineprogrammingtechnol

5、ogyandthesystemofit.Thenthepaperdiscussedthestatusandtrendofprogrammingtechnology.Themainbodyofthepaperliesontheoff-lineprogrammingsolutiontosteelandL-constructsteelplasmacuttingusedinmarineindustry.ThefirststepistofindthecuttinginformationintheoriginalCA

6、Dimageandtoarrangetheseinformationforthesmoothcutting.Thoughcalibration,wegetthecoordinationoftherobotsystem.ThenIusedscanning-linemethodinthemotionplanning.AlsoIstimulatethecuttingprocesswithOPENGLandexperimentin上海交通大学硕士学位论文MOTOMANUP6.Anditprovedthattheo

7、ff-lineprogrammingsolutionisapplicableandhassignificanceindigitalshipbuilding.Keywords:robot,cutting,off-lineprogramming,calibration,motionplanning上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作

8、品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：姜蓓日期：2008年2月21日上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检