【摘 要】
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在“智能制造2025”的驱动下,中国焊接行业也逐步进入自动化与智能化阶段,在当前国内市场上,焊接智能机器人由于作业状况稳定,可以改善工作氛围,大大解放生产力,加速工作效率,已经慢慢得到广泛应用。但是,现今市场上用作焊缝成型的大部分为为串联机器人,由于串联机器人为悬臂梁结构,在焊接过程中每个机器臂产生的细微差错都会对末端执行器进行误差积累和误差放大,且运动惯性大,对焊接的精度都有较大影响,另外串联机
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在“智能制造2025”的驱动下,中国焊接行业也逐步进入自动化与智能化阶段,在当前国内市场上,焊接智能机器人由于作业状况稳定,可以改善工作氛围,大大解放生产力,加速工作效率,已经慢慢得到广泛应用。但是,现今市场上用作焊缝成型的大部分为为串联机器人,由于串联机器人为悬臂梁结构,在焊接过程中每个机器臂产生的细微差错都会对末端执行器进行误差积累和误差放大,且运动惯性大,对焊接的精度都有较大影响,另外串联机器人安装要求较高,占用空间大,并且价格较高,基于上述问题,本文提出将Delta并联机器人技术应用到焊接领域,搭建了基于Delta焊接机器人焊缝循迹系统(焊缝跟踪系统)平台,其具体研究内容如下:(1)在开发Delta焊接机器人时,首先对Delta机构开展运动学及动力学仿真研究,对正逆运动学中的位置解进行推导以及偏差位置的求解,同时研究了Delta各个支链在运行时的速度、加速度、等效应力等,确保各个支链满足焊接作业下的负载条件,更好地对焊接轨迹进行优化,为后文的焊缝循迹的研究打下了必要前提。(2)针对数据分析与处理,根据焊接过程中焊接相关参数的特性,采用分级滤波的方式对电流波形展开波形处理,将原始电流经过Butterworh滤波板进行尖峰过滤后再采用均值滤波,去除低频干扰获得比较清晰的焊缝波形数据,将获得的电流特征信号进行焊缝偏离位置分析。(3)根据焊枪电弧特征建立电弧模型,利用相邻周期积分差进行焊缝偏差的计算,对得到的焊缝偏差提出一种Delta机器人循环自适应纠偏方法,利用该方法进行补偿,将补偿信号与控制器通讯,控制Delta机器人伺服轴进行位置纠偏,进而实现焊缝自动循迹的要求。(4)搭建Delta机器人焊缝循迹试验平台,同时利用Delta机器人循迹平台对波纹板开展焊接试验,对采集的电流波形展开数据分析,试验过程中使用了高速摄像仪进行图像记录,实验结果表明,焊接过程中焊接稳定,焊缝质量美观,验证多级滤波方法具有一定的有效性且采用的焊缝循迹算法精度良好,以及Delta机器人进行焊缝循迹的适用性。
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