焊接教学机器人研究

论文摘要

随着机电一体化技术的发展,工业现场中机器人的使用越来越多。机器人焊接具有提高生产率、保证焊接质量、降低工人劳动强度等优点,所以越来越多的工厂已经开始采用机器人来完成焊接。因此,在高校开展机器人焊接教学将成为焊接工种实习的一种必然发展趋势。本文详细论述了一款以引导学生掌握焊接轨迹设定方式,提高学生焊接工艺参数设计能力为主要教学目的的焊接机器人教学系统。本文分析了工业机器人常见的结构形式及驱动方案,针对焊接教学机器人的特点,提出了五自由度经济型直角坐标框架式结构。对比了常用的三种控制方案,选择了基于PC机+运动控制卡的上位机和基于AT89C51的下位机的系统控制模式。研究了离线编程和示教编程的方式,并完成对应功能模块设计。利用VB调用OpenGL函数库的方法,实现了所设定焊接轨迹的仿真,为实现引导学生了解轨迹设定方式的教学目的提供了一条途径。利用DLL的方式实现VB和Matlab混合编程,完成了上位机系统中焊接工艺参数设计模块的研究及设计。论文对系统的软硬件的设计及实现进行了研究。通过正交设计法进行样本数据的采集,完成了控制系统中焊接工艺参数设计模型的验证性实验。结果表明,系统提出的基于BP神经网络的焊接工艺参数设计思想是切实可行的,为提高学生焊接工艺参数设计提供一条新的思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 焊接教学机器人总体方案设计
• 2.1 焊接教学机器人的特点
• 2.2 焊接教学机器人结构方案设计
• 2.3 系统控制方案设计
• 2.4 本章小结
• 3 机器人焊接轨迹的设定及运动仿真
• 3.1 轨迹插补算法
• 3.2 焊接轨迹的设定
• 3.3 焊接轨迹虚拟仿真
• 3.4 本章小结
• 4 焊接教学机器人控制系统研究
• 4.1 机器人控制系统的组成
• 4.2 上位机系统实现
• 4.3 下位机系统实现
• 4.4 本章小结
• 5 系统应用与实验分析
• 5.1 系统应用
• 5.2 网络训练样本的采集
• 5.3 实验结果与分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献