论文部分内容阅读
焊接的自动化程度对智能制造的发展起重要影响,基于焊缝跟踪技术搭载弧焊机器人完成焊接自动化是近年来的热门研究课题。本文针对激光视觉传感图像处理困难和三轴焊接机器人焊接路径单一等问题,基于激光位移传感器搭载六轴弧焊机器人完成焊缝跟踪,具体研究内容如下:对智能化机器人焊接系统硬件组成进行设计并选型,利用Hampel算法进行异常点的识别,基于Ljung L方法做异常点的替换,并采用MATLAB的集成函数smooth作滤波后采样数据集的平滑处理。基于刚体运动学理论,以齐次阵变换过程替代刚体位姿变换过程,建立了波纹板拐点弧长数学模型,并在6轴机器人建模时,利用D-H法表示了6轴机器人关节坐标系,在上述内容的基础上,分析了6轴机器人运动学正向、运动学逆向运动过程,进行了求解运算。在6轴机器人运动学模型的基础之上建立了激光位移传感器扫描波纹板拐点后焊枪位姿纠偏的数学模型,并求解了跟踪纠偏后6轴机器人焊枪坐标系相对于基坐标系的变换矩阵,结合波纹板拐点的特点,根据传统BA算法,提出了新型全局导向反向自适应算法(Globally-oriented backward adaptive bat optimization algorithm,GBABOA),并通过LABVIEW结合新型全局导向反向自适应算法对该模型求解,得出了焊缝跟踪整体偏差仿真图,基于整体偏差仿真图依次向坐标系平面正投影分别得到了焊缝跟踪左右偏差仿真图与高低偏差仿真图,仿真结果表明波纹板相邻两波段焊缝的横向偏差结果为±0.34mm,纵向偏差结果为±0.16mm,并对波纹板的偏转角度进行采样结果为-1.15°～﹢0.92°。针对该系统设计了波纹板相邻波段焊缝轨迹与直线焊缝轨迹的跟踪试验,利用同等试验条件系统是否正常运行作对比,试验结果表明该系统可以实现波纹板相邻波段与直线焊缝的自动跟踪焊接试验,系统运行稳定、精度高、焊缝成型好满足了试验预期效果。