【摘 要】
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随着制造业对焊接工艺的要求不断提高,焊接机器人作为重要的制造业装备,单机独立运行的工作模式已经无法满足复杂任务的要求。焊接机器人与变位机协同焊接的双机系统可以弥补单机系统的不足,增加加工作业空间,提高系统的柔性,因此机器人与变位机协同焊接是当前智能焊接领域研究的热点之一。本文以六轴串联焊接机器人与双轴旋转变位机为研究对象,针对空间复杂相贯线型焊缝的焊接加工进行了深入的研究。具体内容如下:（1）首先
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随着制造业对焊接工艺的要求不断提高,焊接机器人作为重要的制造业装备,单机独立运行的工作模式已经无法满足复杂任务的要求。焊接机器人与变位机协同焊接的双机系统可以弥补单机系统的不足,增加加工作业空间,提高系统的柔性,因此机器人与变位机协同焊接是当前智能焊接领域研究的热点之一。本文以六轴串联焊接机器人与双轴旋转变位机为研究对象,针对空间复杂相贯线型焊缝的焊接加工进行了深入的研究。具体内容如下:（1）首先对六轴机器人和变位机进行D-H建模,研究其正逆运动学。然后使用V-rep和Solidworks软件,建立基于图像的焊接工作站的模型。（2）针对不符合Pieper准则的一般六轴焊接机器人,提出一种基于改进鸡群算法的逆运动学求解算法,通过仿真实验表明:改进后的鸡群算法在求解机器人逆解时寻优能力有较大的提升,改善了局部收敛和早熟现象,稳定性显著提高。（3）分析了双目相机的标定方法、视差原理、以及立体匹配算法,然后对焊件进行图像采集,并通过SGM算法实现空间点云重构,从而获得焊件的模型信息。然后根据双目所采集的焊缝模型,对焊缝进行离散化处理,并建立焊点坐标系。（4）研究并设计了机器人工作站协同焊接的算法。首先采用运动链耦合与解耦的策略将焊接工作站分解成两个独立的运动链,然后采用船焊策略解决变位机与焊接机器人协同运动的问题。制定焊接工作站碰撞检测的策略,并设计了焊接姿态、稳定性和碰撞评估函数,采用集体决策-改进鸡群算法进行协同焊接的路径规划。（5）最后对焊接工作站进行两组仿真实验,验证所提出的协同焊接轨迹规划算法的可行性。
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