焊接机器人的防碰撞路径规划研究

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焊接机器人在工业自动化生产的过程中具有不可替代的作用,相较于人力,其能适应更为复杂、恶劣的环境,且焊接精度高,可重复性强,这些都对工厂里面工人的工作环境有极大的改善,同时在减轻工人们的劳动强度方面亦有极大作用。但是不可否认,当前对于焊接机器人的研究依然存在着一些问题:如焊件结构复杂化、焊接需求柔性化、焊接环境复杂化,这些都对焊接机器人的焊接过程提出了很高的要求。本文以某机器人为研究对象,以机器人的路径规划为主线,对其展开相应的研究。首先,对某机器人建立运动学模型,对其运动学正逆解进行分析,得出其各关节间的位姿变换关系,然后建立雅可比矩阵对其速度规划进行简单阐述。接着运用球形包围盒技术对碰撞检测的过程进行相应的算法分析,然后采用了改进后的概率路图法,对路径进行规划,在此基础上进行相应的平滑处理。接着又对焊枪的位姿进行联合规划,并用马鞍形焊件为例,进行算法编写。在本文的最后利用MATLAB-GUI的图形界面功能,对某机器人进行虚拟可视化建模,并对碰撞检测和路径规划进行的算法仿真实现,并将其一次路径规划的时间降到3s以下。这些都将为日后的研究或应用打下良好的基础。
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