發(fā)布時(shí)間：2017-10-29 20:32

  本文關(guān)鍵詞：平面自主移動(dòng)機(jī)器人空間彎曲角焊縫跟蹤控制

  更多相關(guān)文章： 焊接機(jī)器人 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器 偏差識(shí)別 控制算法 焊縫跟蹤

【摘要】：隨著船舶業(yè)的飛速發(fā)展,人們對(duì)焊接的質(zhì)量提出了更高的要求,使用基于旋轉(zhuǎn)電弧傳感機(jī)器人能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)空間彎曲角焊縫的跟蹤,有利于實(shí)現(xiàn)船艙中格子形焊縫的焊接自動(dòng)化。在前人工作的基礎(chǔ)上,本文對(duì)焊接機(jī)器人的機(jī)械部分和硬件部分進(jìn)行了改進(jìn),使機(jī)器人的性能更加可靠,外形更像產(chǎn)品。本文研究了旋轉(zhuǎn)電弧傳感信號(hào)濾波方法及焊槍偏差識(shí)別算法和控制算法。在焊接電流的濾波方法中,本文研究了中值濾波、均值濾波、閾值處理濾波、線性濾波、軟閾值小波濾波和三次曲線擬合濾波,以及兩種組合濾波方法,分別是基于軟閾值小波濾波的組合濾波方法和基于閾值處理的組合濾波方法。在偏差識(shí)別算法中,本文研究了最小二乘法偏差識(shí)別、絕對(duì)差法偏差識(shí)別和最小距離分類器偏差識(shí)別。在控制算法中,本文還對(duì)模糊控制算法和多個(gè)模式類的感知機(jī)進(jìn)行了研究。針對(duì)工廠中焊縫都比較長而水平滑塊的行程比較短的問題,本文對(duì)旋轉(zhuǎn)電弧傳感機(jī)器人跟蹤彎曲角焊縫進(jìn)行了研究,包括基于水平滑塊的伸縮跟蹤焊縫,基于兩輪差速運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫,輪子和水平滑塊協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫,輪子、水平滑塊和垂直滑塊協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所設(shè)計(jì)算法的正確性。格子形焊縫由90?折線角焊縫組成。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)格子形焊縫的自動(dòng)焊接,本文對(duì)沒有流水孔的水平面內(nèi)90?折線角焊縫的跟蹤進(jìn)行了研究,關(guān)鍵技術(shù)包括90?折線角焊縫交叉點(diǎn)的識(shí)別以及路徑規(guī)劃。此外,本文也對(duì)焊縫終點(diǎn)的檢測,立焊焊縫的跟蹤和仰焊焊縫的跟蹤進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)算法是正確的。最后,為了提高焊接機(jī)器人對(duì)工廠惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力,本文對(duì)機(jī)器人通過焊道,存在對(duì)接焊縫和裝配焊縫的角焊縫,存在間隙的角焊縫,識(shí)別初始焊接位置以及多道焊進(jìn)行了研究,并采取了相應(yīng)的措施,使這些干擾不影響焊縫跟蹤的精確度,從而提高了機(jī)器人智能化的程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的算法提高了機(jī)器人的抗干擾能力。
【關(guān)鍵詞】：焊接機(jī)器人 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器 偏差識(shí)別 控制算法 焊縫跟蹤
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP242;TG441.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-19
• 1.1 研究的目的和意義10-11
• 1.2 焊接機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 用于焊縫跟蹤的傳感技術(shù)12-15
• 1.3.1 電磁感應(yīng)式傳感器12
• 1.3.2 接觸式傳感器12-13
• 1.3.3 視覺傳感器13
• 1.3.4 聲學(xué)傳感器13
• 1.3.5 電弧傳感器13-15
• 1.4 用于焊縫跟蹤的信號(hào)處理技術(shù)15-17
• 1.4.1 濾波算法15-16
• 1.4.2 偏差識(shí)別算法16-17
• 1.4.3 控制算法17
• 1.5 本文的主要研究工作17-18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第2章 機(jī)器人機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)19-34
• 2.1 焊接機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19-20
• 2.2 機(jī)器人機(jī)械部分的設(shè)計(jì)20-25
• 2.3 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)25-33
• 2.3.1 運(yùn)動(dòng)控制部分的電路設(shè)計(jì)25-28
• 2.3.2 信號(hào)采集部分的電路設(shè)計(jì)28-30
• 2.3.3 防跌落部分的電路設(shè)計(jì)30-31
• 2.3.4 其它部分的電路設(shè)計(jì)31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 旋轉(zhuǎn)電弧傳感信號(hào)濾波及焊槍偏差識(shí)別和控制算法34-50
• 3.1 焊接電流的濾波34-42
• 3.1.1 中值濾波34
• 3.1.2 均值濾波34
• 3.1.3 閾值處理濾波34-35
• 3.1.4 線性濾波器35
• 3.1.5 軟閾值小波濾波35-36
• 3.1.6 三次曲線擬合濾波36
• 3.1.7 焊接電流的濾波過程36-42
• 3.2 偏差識(shí)別算法42-46
• 3.2.1 最小二乘法偏差識(shí)別42-43
• 3.2.2 絕對(duì)差法偏差識(shí)別43-45
• 3.2.3 最小距離分類器偏差識(shí)別45-46
• 3.3 控制算法46-49
• 3.3.1 模糊控制算法46-48
• 3.3.2 多個(gè)模式類的感知機(jī)48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于旋轉(zhuǎn)電弧傳感機(jī)器人對(duì)彎曲角焊縫的跟蹤50-70
• 4.1 基于水平滑塊的伸縮跟蹤焊縫50-53
• 4.1.1 基于水平滑塊伸縮跟蹤焊縫的實(shí)現(xiàn)50-51
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)51-53
• 4.2 基于兩輪差速運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫53-57
• 4.2.1 基于兩輪差速運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫的實(shí)現(xiàn)53-56
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)56-57
• 4.3 輪子和水平滑塊協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫57-62
• 4.3.1 基于輪子和水平滑塊協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫的實(shí)現(xiàn)57-59
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)59-62
• 4.4 輪子、水平滑塊和垂直滑塊協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)跟蹤焊縫62-69
• 4.4.1 基于垂直滑塊在豎直方向上跟蹤焊縫62-64
• 4.4.2 空間彎曲角焊縫跟蹤的實(shí)現(xiàn)64
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)64-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 90° 折線角焊縫及立焊焊縫和仰焊焊縫的跟蹤70-87
• 5.1 無流水孔的水平面內(nèi)90° 折線角焊縫的跟蹤70-78
• 5.1.190° 折線角焊縫交叉點(diǎn)的識(shí)別70-73
• 5.1.2 路徑規(guī)劃73-76
• 5.1.3 實(shí)現(xiàn)76-77
• 5.1.4 實(shí)驗(yàn)77-78
• 5.2 焊縫終點(diǎn)的檢測78-79
• 5.3 立焊焊縫和仰焊焊縫的跟蹤79-86
• 5.3.1 立焊焊縫的跟蹤79-84
• 5.3.2 仰焊焊縫的跟蹤84-86
• 5.4 本章小結(jié)86-87
• 第6章 提高基于電弧傳感機(jī)器人跟蹤焊縫的抗干擾能力87-96
• 6.1 機(jī)器人通過焊道87-89
• 6.2 豎直的對(duì)接焊縫89-90
• 6.3 裝配焊縫和多道焊90-92
• 6.4 存在間隙的角焊縫92
• 6.5 初始焊接位置的識(shí)別92-94
• 6.6 本章小結(jié)94-96
• 第7章 結(jié)論和展望96-98
• 7.1 結(jié)論96
• 7.2 展望96-98
• 致謝98-99
• 參考文獻(xiàn)99-102
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果102

【參考文獻(xiàn)】

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1 毛志偉;旋轉(zhuǎn)電弧傳感移動(dòng)焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[D];南昌大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：1114587