摘要：针对大型焊接件生产中存在的大范围复杂焊缝以及狭窄空间内部焊接条件恶劣的情况,设计一种新型移动焊接机器人。采用3个独立驱动的OMNI全向轮作为机器人的移动机构,同时在移动机构底盘安装支撑轮及可调节磁吸附装置,并设计五自由度机械臂作为焊接执行机构;对机器人移动平台与机械臂分别进行运动学分析以及整体运动学分析,推导出机器人末端执行器与驱动轮、机械臂关节角位移之间的函数关系;针对曲率变化较大的焊缝难以焊接的问题,提出基于改进粒子群优化算法的多段直线逼近曲线的移动平台路径规划算法,并用MATLAB仿真验证了该路径规划算法可以完成任意曲率曲线的焊缝离散化,在满足焊接精度的前提下,能够减少焊缝离散点数目,提高了移动平台路径规划的效率。

摘要：针对大型船舱格子型角焊缝空间狭小,大型自动化设备与工人难以高质量完成焊接作业的现状,设计了一种可进行连贯直角角焊缝焊接的移动焊接机器人系统。该机器人由机械结构与电路控制系统组成,其中机械结构包括双轴后驱车体、可伸缩接触式传感器、机器人升降旋转复合机构、焊枪位姿调整机构;电控系统硬件包括PLC控制器、行程限位开关、步进电机与配套驱动器、直流减速电机和配套的运动状态调控板。另外,还建立了机器人在直角段角焊缝焊接过程的运动学模型,获取了该段焊缝在均分为10段后每段焊枪的伸缩速度与机器人旋转角速度的数值,为直角型角焊缝焊接的跟踪控制过程提供了PLC编程的数据基础;并基于可伸缩接触式传感器,实现了直线型角焊缝的路径跟踪。实验证明,该机器人能实现小空间直角型角焊缝与直线型角焊缝的连贯焊接,焊缝成型质量好,无焊穿、气孔、焊瘤、咬边、裂纹等不良状况。

摘要：设计焊枪侧置的轮式移动焊接机器人并搭建基于虚拟仪器的移动焊接机器人测控系统。在分析移动焊接机器人特点的基础上,设计由PC,NI-PCI7344,NI-DAQ6015以及图像采集卡等组成的硬件系统结构,采用LabVIEW编程平台编制测控系统软件。设计自适应模糊控制器和高斯基模糊神经网络控制器对十字滑块和车轮进行协调控制。采用高斯函数作为模糊神经网络的隶属函数,利用BP算法实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改。实验结果表明：该测控系统运行稳定可靠,其跟踪精度可始终控制在-0.4~0.4 mm以内,满足实际焊接工程的需要。

摘要：采用牛顿-欧拉法,分析差速驱动式移动焊接机器人系统的左右驱动轮和机器人本体对焊炬点的动力学行为。为了实现机器人本体和滑块的联合控制,进一步研究滑块的动力学行为,建立了移动焊接机器人系统完整的动力学模型。由于模型的复杂性和不确定影响因素,基于动力学模型进行控制器的设计是不切实际的。为便于控制器的设计,最后结合实际应用情况对模型进行合理简化,并转化为状态空间方程。应用Matlab对移动焊接机器人进行动力学仿真建模,模型的建立为差速驱动式移动焊接机器人的机构设计、稳定性分析以及控制器设计提供了理论依据。

摘要：设计了一种基于旋转电弧传感的弯曲焊缝轮式移动焊接机器人机构,采用中间两轮差速驱动,前后对称布置一万向轮的结构,增加了机构的灵活性并降低了控制的难度;用两个直流伺服电机控制十字滑块实现左右与上下运动,采用旋转电弧传感器使焊枪与传感器一体,不仅结构紧凑,而且具有实时性。支撑焊枪的支板采用组合装配方式,对于折角变化频繁或折角较大的焊缝使用增加一转动关节的支板。该机器人结构紧凑、灵活,可实现对平面弯曲船形焊缝及各种平面弯曲角焊缝的自动焊接。

摘要：分析了移动焊接机器人的运动学模型,给出了切换函数和滑模控制器的实现过程,利用李亚普诺夫函数论证了系统的稳定性。软件仿真结果表明,针对焊接机器人这类高度非线性和不确定性系统,设计的滑模控制器能达到较好的控制品质且有效的减少了系统抖振问题。

摘要：对所研制的焊接移动机器人建立了运动学模型并设计了基于高斯基模糊神经网络的焊缝跟踪控制器。采用Denavit-Hartenberg(D-H)齐次坐标变换法分析了机器人本体和滑块对焊炬点位姿的运动学行为,建立了较为完整地运动学模型。在此基础上,提出了采用高斯基模糊神经网络实现焊缝实时跟踪的方法。采用高斯函数作为隶属函数,以滑块位置和小车方位角作为输入,焊炬的转向调整角作为输出,利用神经网络的自学习和自适应能力,实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改。焊缝跟踪试验验证了所设计控制器的有效性,其跟踪精度可始终控制在±0.5 mm以内,满足实际焊接工程的需要。

摘要：焊缝跟踪的高精度要求使得跟踪系统动力学问题愈加突出.建立了移动焊接机器人具有非完整力学系统形式的动力学模型,并设计了基于移动焊接机器人动力学和十字滑块协调控制的滑模变结构控制器,考虑了焊接机器人的惯性、电机动力学、工件表面不平度等因素对跟踪精度的影响.理论分析和系统仿真证明了动力学模型和滑模变结构控制算法在焊缝轨迹跟踪中的正确性和有效性.为智能控制方法在移动焊接机器人中离线编程、仿真和动态控制奠定了重要基础.

摘要：针对轮式移动焊接机器人在造船、大型球罐焊接等工业生产中的弯曲焊缝跟踪问题,建立了机器人的数学模型.采用积分Backstepping时变状态反馈方法设计了控制器,并利用李亚普诺夫方法证明了该系统的稳定性.针对旋转电弧传感器仅能检测单方向偏差的情况,根据焊枪前端上一时刻和当前时刻的位置对跟踪轨迹的方位角进行估计.控制器在对机器人速度和角速度进行控制的同时,还对十字滑块进行了控制,使跟踪更加快速、平滑.最后,通过数值仿真和机器人实际运动仿真证明了该方法的有效性.

摘要：文中对移动焊接机器人在大型结构件中狭小空间的角焊缝跟踪控制问题进行了研究,首先,建立了焊接机器人在直角角焊缝处的运动学模型;然后,基于牛顿-欧拉方法分析了焊接机器人驱动轮、机器人移动本体及十字滑块的动力学行为,并建立了焊接机器人的整体动力学模型;最后,在对整体动力学模型合理简化的基础上,设计了焊接机器人焊缝跟踪控制的鲁棒PI控制器.应用MATLAB软件进行了仿真分析,并进行了试验研究,通过结果可以看出,该方法可实现移动焊接机器人在狭小空间内直角角焊缝的跟踪,且具有较高的跟踪精度.