弧焊机器人和变位机协调运动的研究

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1、电焊机第$,卷第$期XF=U$,/FU$"%%,年$月@=;IEL>IY;=R>33;H2LU"%%,弧焊机器人和变位机协调运动的研究康艳军，朱灯林，陈俊伟!河海大学机电工程学院，江苏常州"#$%""&摘要：研究了焊接时机器人和变位机之间的协调运动关系。通过采用船形焊缝约束和机构运动学分析方法，解决了焊接过程中机器人和变位机系统的自由度解耦和运动分解，为弧焊机器人—变位机系统的离线编程研究打下了良好的基础。关键词：机器人；变位机；焊接；运动分解；离线编程中图分类号：’(")"文献标识码：*文章编号：#%%#+"$%$!"%%,&%$+%%)-+%)!"#$%&

2、’(&&)$*’+"*,-.&"*&’&/+)(0)&1&"+’$2&3*"*&’-).*/01234563，789:;3<4=>3，?8@/A634B;>!C3DE>E6E;FGH;IJ23>I2=K@=;IELF3>I@3<>3;;L>3<，8FJ2>93>M;LD>EN，?J2332&*PDEL2IE：’J>DQ2Q;LGFI6D;DF3EJ;DE6RNF3IFFLR>32E>M;SFE>F3FGEJ;LFPFE4QFD>E>F3;LDNDE;SR6L>33<，E2T>3<>3EF2IIF63EEJ;2LIB;=R>3

3、IJ3F=FR;L;RDNDE;SIF3D>DEDFG2-42V>D>3R6DEL>2=LFPFE23R2"42V>DB;=R>3E>F3;L>D>3E;3R;REFFQE>S>O;2B;=R5F>3EFL>;3E2E>F3R6L>3I2=QLFI;DDU’J;Q2LE>I6=2LIF3EL>P6E>F3FGEJ;Q2Q;L=>;D>3QLFQFD>3<23;BS;EJFRP2D>3F3232=ND>D23RDN3EJ;D>D>3DF=M>3F3IFFLR>32E>F3QLFP=;SP;E

4、B;;3LFPFE23RQFD>E>F3;LUCEQF>3EDF6EJFBEF>DF=2E;LFPFE23RQFD>E>F3;LUW3EJ;FEJ;LJ23R，>E2=DFDSFFEJF6EEJ;IFFLR>32E>M;QLFP=;SFGLFPFE4QFD>EF>3;LDNDE;S>3FGB;=R>3E>F3;L；B;=R>3<；SFE>F3232=ND>D；FGG4=>3;QLF3<引言机系统的离线编程研究打下了良好的基础。为了提高焊接质量的稳定性和焊接过程中的4弧焊机器人和变位机的耦合与解耦自动化水平，焊接机器人系

5、统在各行各业得到了广通常，熔化焊过程中使焊缝各个焊点的熔池始泛的应用。目前，由焊接机器人和变位机组成的焊接终处于水平或稍微下坡状态，焊缝外观平滑、美工作站主要有"类：一类是非同步工作站，另一类观，焊接质量好。但对于空间复杂曲线焊缝，某一是同步工作站。对于非同步工作站，借助分度机可以时刻的待焊缝上只有很短的一段处于上述的理将待焊工件转到几个特定的位置，然后由机器人分想状态，要实现焊缝的连续焊接变位，必须不断的别对每一个特定位置的焊缝进行焊接#]。此类工作将待焊点顺序移到各自的理想位置。在这个过程站中机器人和变位机之间的运动关系比较简单，机中，机器人要实现与变位机的协调运动

6、。焊枪与焊器人的示教和离线编程相对来说比较容易。对于一缝之间不仅有位姿约束，而且存在相对运动约些复杂焊缝，要求机器人和变位机在焊接过程中协束。位姿约束要求焊枪相对焊缝保持一定姿态的调运动。此时，机器人和变位机的各自由度之间存在前提下不能脱离焊缝；运动约束要求焊枪和焊缝着很强的耦合关系。研究自由度的解耦和运动学解之间满足一定的相对运动，从而实现焊缝的焊接。析是离线编程中的一个重要方向。在此结合图#具体分析其约束关系。设复杂焊缝该研究通过采用船形焊缝约束以及机构运动!"在#时刻处于$位置，此时焊点!处于理想状学分析方法，解决了焊接过程中机器人和变位机系态；经过!#时间，焊缝运

7、动到$!位置，焊点"在统的自由度解耦和运动分解，为弧焊机器人—变位"!点处于理想状态。在这段时间内焊点!的轨迹收稿日期："%%)+%-+#)为弧!!!，焊点"的轨迹为弧""!。焊枪要完成焊作者简介：康艳军!#Z[[—&，男，山东潍坊人，硕士，主要从事模具?*:!?*H以及焊接机器人的研究工作。缝的焊接，既不可能仅仅沿焊缝!"运动，也不可·)-·!"#$%&’$(#")’*+,-$.’*#研究与设计康艳军等：弧焊机器人和变位机协调运动的研究第%期能单纯沿!!!运动，它在空间的轨迹只能是两种$#焊枪的相对运动#’：焊接时，在保证焊