● 摘要
随着机器人技术的发展，焊接机器人在各个行业得到了日益广泛的应用，自动化焊接技术已经成为焊接技术的发展趋势。针对五轴相贯线焊接机器人伺服过程设计及控制参数调节的问题，首先回顾了相贯线焊接机器人及其控制系统的发展概况，分析了相贯线焊接机器人控制系统的概念、功能和特点，从机器人运动学角度出发，根据D-H方法建立了相贯线焊接机器人的运动学模型；其次确定了焊接机器人控制系统的硬件方案。 针对焊接作业需求，在笛卡尔空间分析了相贯线轨迹的数学模型，并以此设计了基于直线插补和三次样条插补的机器人轨迹生成插值算法，并对算法在速度和位置上的精度进行了相应分析；同时针对实际焊接作业中工件加工误差较大的情况，设计了三种基于示教再现的焊接机器人相贯线轨迹生成插值算法方案，并分别对其精度进行了分析。研究过程中，完成了机器人控制系统与机械系统的组装与调试。针对机器人各轴不同的结构与使用要求，对相应控制参数进行了实验调节与分析；其后采用激光干涉仪对机器人平动轴定位精度进行了实验测量和分析，并对其进行了误差补偿。在上述研究的基础上，以相贯线工件为参照，进行了实际运行轨迹拟合实验。实验证明这种机器人运行平稳，定位精度高，可以满足焊接作业需求，并具有良好的开放性和扩展性。