汽車座椅框架焊接機(jī)器人程序編制及路徑規(guī)劃

1、2015屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目:汽車座椅框架焊接機(jī)器人程序編制及路徑規(guī)劃 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 教 授 2015 年 05 月 20 日目 次1.緒論11.1 焊機(jī)機(jī)器人發(fā)展趨勢11.2 焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)12.焊接機(jī)器人型號及輔助硬件32.1 焊接機(jī)器人型號32.2 IRB 2600機(jī)器人32.3 輔助硬件43.編程準(zhǔn)備工作53.1 焊接參數(shù)53.2 配置I/O單元53.3 RAPID語言分析94.構(gòu)建基本仿真機(jī)器人工作站124.1 布局機(jī)器人基本工作站124.2 工具數(shù)據(jù)tooldata的設(shè)定124.3 工件坐標(biāo)wobjda

2、ta的設(shè)定144.4 程序流程圖16總 結(jié)17致 謝18參考文獻(xiàn)19附錄:仿真程序201. 緒論焊接機(jī)器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）工業(yè)機(jī)器人術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義，工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)（Manipulator），具有三個(gè)或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人最后一個(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進(jìn)行焊接，切割或熱噴涂。1.1 焊機(jī)機(jī)器人發(fā)展趨勢據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界在役的工業(yè)機(jī)器人中大約有一半

3、用于各種形式的焊接加工領(lǐng)域。截止2005年全世界在役工業(yè)機(jī)器人約為91.4萬套，其中日本裝備的工業(yè)機(jī)器人總量達(dá)到了50萬臺(tái)以上，成為“機(jī)器人王國”，其次是美國和德國；在亞洲，日本、韓國和新加坡的制造業(yè)中每萬名雇員占有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量居世界前三位。近幾年，全球機(jī)器人的數(shù)量在迅速增加，僅2005年就達(dá)12.1萬臺(tái)。我國自上個(gè)世紀(jì)70年代末開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，在技術(shù)和應(yīng)用方面均取得了長足的發(fā)展，對國民經(jīng)濟(jì)尤其是制造業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，最近幾年我國工業(yè)機(jī)器人呈現(xiàn)出快速增長勢頭，平均每年的增長率都超過40%,焊接機(jī)器人的增長率超過了60%；2004年國產(chǎn)

4、工業(yè)機(jī)器人數(shù)量突破1400臺(tái)，進(jìn)口機(jī)器人數(shù)量超過9000臺(tái)，這其中的絕大多數(shù)都應(yīng)用于焊接領(lǐng)域；2005年我國新增機(jī)器人數(shù)量超過了5000臺(tái)，但僅占亞洲新增數(shù)量的6%，遠(yuǎn)小于韓國所占的15%，更遠(yuǎn)小于日本所占的69%。這樣的增長速度相對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度以及經(jīng)濟(jì)總量來說顯然是不匹配的，這說明我國制造業(yè)的自動(dòng)化程度有待進(jìn)一步提高，另一方面也反映了我國勞動(dòng)力成本的低廉，制造業(yè)自動(dòng)化水平以及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用程度的提高受到限制。 焊接機(jī)器人的應(yīng)用迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，焊接機(jī)器人的價(jià)格不斷下降，性能不斷提升；另一方面，勞動(dòng)力成本不斷上升，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)，需

5、要提升加工手段，提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加企業(yè)競爭力，這一切預(yù)示著機(jī)器人應(yīng)用及發(fā)展前景空間巨大。1.2 焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步推動(dòng)了科技的進(jìn)步與革新，建立了更加合理的生產(chǎn)關(guān)系。自工業(yè)革命以來，人力勞動(dòng)已經(jīng)逐漸被機(jī)械所取代，而這種變革為人類社會(huì)創(chuàng)造出巨大的財(cái)富，極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步。時(shí)至今天，機(jī)電一體化、機(jī)械智能化、等技術(shù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。人類充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步增強(qiáng)對機(jī)械的利用效率，使之為我們創(chuàng)造出更加巨大的生產(chǎn)力，并在一定程度上維護(hù)了社會(huì)的和諧。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)是人類在利用機(jī)械進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)史上的一個(gè)里程碑。在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來的發(fā)

6、展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、提高社會(huì)生產(chǎn)效率、推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。機(jī)器焊接與人工焊接比較分析如表1.1所示：表1.1機(jī)器人焊接與人工焊接對比對比因素機(jī)器人焊接人工焊接生產(chǎn)效率500-1500mm/分鐘（根據(jù)不同產(chǎn)品調(diào)節(jié)）200-500mm/分鐘（工人熟練度）產(chǎn)品品質(zhì)焊接位置一致性高，焊道美觀，焊渣少，減少了后期清渣打磨工作容易出現(xiàn)出虛焊漏焊，焊渣多，浪費(fèi)焊絲工資成本1.一個(gè)工人可以操作多

7、臺(tái)機(jī)器人2.機(jī)器人壽命長達(dá)15年3.機(jī)器人每2年保養(yǎng)一次，保養(yǎng)費(fèi)用不到500（更換電池，換潤滑油等）以一個(gè)焊工5000元月薪計(jì)算，同等效率下，需要3-5名焊工，每月支出15000-25000元管理成本不需要各類保險(xiǎn)福利，工人偷懶、情緒造成的產(chǎn)品損失的綜合管理成本穩(wěn)定性不會(huì)流失社會(huì)上從事對身體有害的的工作的工人越來越少，難以招聘，并且技術(shù)熟練的工人流失率很高安全性按照手冊進(jìn)行保養(yǎng)，安全可靠性高，事故率低焊接煙塵和弧光對工人造成職業(yè)病，為企業(yè)留下隱患由此可見，采用焊接機(jī)器人的生產(chǎn)效率成本高于人工焊接，所以焊接機(jī)器人是焊接領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。2. 焊接機(jī)器人型號及輔助硬件2.1 焊接機(jī)器人型號IRB 1

8、400：工作范圍較小，最大承載5kg，常用于焊接與小范圍搬運(yùn)。IRB 2400：工作范圍較小，最大承載16kg，常用于焊接、涂刷、搬運(yùn)與切割。IRB 2600：工作范圍較大，最大承載20kg,常用于焊接、搬運(yùn)、上下料。IRB 400：工作范圍較大，最大承載60kg，常用于搬運(yùn)。IRB 6400：工作范圍較大，最大承載200kg，常用于搬運(yùn)與點(diǎn)焊。IRB 6400：RIRB 6400升級版，1999年開始生產(chǎn)，2000年后全面替代IRB 6400。IRB 640：工作范圍較大，最大承載160kg，堆垛專用的四軸機(jī)器。IRB 140：工作范圍很小，最大承載為5kg，常用于焊接。IRB 840：工作

9、范圍很大，最大承載1200kg，搬運(yùn)專用龍門架機(jī)器人。IRB 340：最大承載為1kg，分揀專用機(jī)器人。2.2 IRB 2600機(jī)器人IRB 2600機(jī)器人,“鋒芒一代（Sharp Genneration)”機(jī)器人第2種型號IRB 2600攜增強(qiáng)創(chuàng)新功能問世，該機(jī)身緊湊，荷重能力強(qiáng)，設(shè)計(jì)優(yōu)化，適合弧焊、物料搬運(yùn)、上下料等應(yīng)用，提供了3中子型號，可以靈活選擇落地、壁掛、支架、斜置、倒置等安裝方式。IRB 2600優(yōu)點(diǎn)：1）精度至高：IRB 2600的精度是同類產(chǎn)品之最，其操作速度快，廢品率更低。在擴(kuò)大產(chǎn)能、提升效率方面將起到舉足輕重的作用，尤其適合弧焊等工藝應(yīng)用。其高精度由專利的TrueMove

10、TM運(yùn)動(dòng)控制軟件實(shí)現(xiàn)。2）周期至短：IRB 2600采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，機(jī)身緊湊輕巧，節(jié)拍時(shí)間與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比可縮減多達(dá)25%。專利的QuickMove運(yùn)動(dòng)控制軟件使其加速度達(dá)到同類最高，并實(shí)現(xiàn)速度最大化，從而提高產(chǎn)能與效率。3）范圍超大：IRB2600工作范圍超大，安裝方式靈活，可以輕松直達(dá)目標(biāo)設(shè)備，不會(huì)干擾輔助設(shè)備。優(yōu)化機(jī)器人安裝，是提升生產(chǎn)效率的有效手段。模擬最佳工藝布局時(shí)，靈活的安裝方式更能帶來極大的便利。4）設(shè)計(jì)緊湊：IRB 2600的底座同IRB 4600一樣小，可與目標(biāo)設(shè)備靠得更近，從而縮小整個(gè)工作站的占地面積。小底座還為下臂進(jìn)行正下方操作創(chuàng)造了有利條件。5）防護(hù)最佳：ABB工業(yè)機(jī)器人防

11、護(hù)設(shè)計(jì)之周全居業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。IRB 2600標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到IP67防護(hù)等級，另有鑄造專家2型、鑄造權(quán)威2型和潔凈室版本等三款升級機(jī)型可供選擇。2.3 輔助硬件圖2.1 焊接電源 圖2.2 冷卻裝置 圖2.3 保護(hù)氣體圖2.4 地線 圖2.5 送絲機(jī) 圖2.6 焊槍注：焊接電源，使用FroniusTPS5000全數(shù)字化控制的逆變焊接電源。3. 編程準(zhǔn)備工作3.1 焊接參數(shù)焊接參數(shù)(WeldData)是用來控制在焊接過程中機(jī)器人的焊接速度，以及輸出的電壓和電流的大小。選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率是很重要.焊接工藝參數(shù)(焊接規(guī)范)是指焊接時(shí),為保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量. 典型

12、的有焊接電流、焊接電壓（通常用電弧長）、焊接速度等等。對于不同的焊接方法，又有著不同的焊接參數(shù)。視具體情況而定。電弧電壓：電弧電壓必須與焊接電流合理的進(jìn)行匹配，提高電弧電壓，可以顯著增大焊縫寬度。當(dāng)母材根部的間隙較大時(shí)，可適當(dāng)降低電弧電壓，同時(shí)焊接速度也應(yīng)適當(dāng)降低。焊接速度：焊接速度應(yīng)能滿足不同種類鋼材對焊接線能量的要求。各參數(shù)相對應(yīng)數(shù)值可參表3.1焊接參數(shù)選擇表進(jìn)行選用。母材厚度mm焊接電流A電弧電壓V氣體流量L/min焊接速度cm/min11.5758017.5181012203022.58510018.118.5121520253410013018.519.715203056110140

13、18.520.115203581211018018.522182035表3.1焊接參數(shù)選擇表3.2 配置I/O單元在仿真環(huán)境中，動(dòng)畫效果均由智能組建Smart創(chuàng)建，Smart組件的動(dòng)畫效果通過其自身的輸入/輸出信號與機(jī)器人的I/O信號相關(guān)聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)工作動(dòng)畫效果與機(jī)器人程序的同步。在創(chuàng)建這些信號時(shí)，需要嚴(yán)格按照表格中的名稱一一進(jìn)行創(chuàng)建。將定義好的I/O信號與弧焊軟件的相應(yīng)端口進(jìn)行關(guān)聯(lián)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處理關(guān)聯(lián)好的信號。在進(jìn)行焊接程序編寫和調(diào)試時(shí)，就可以通過弧焊軟件專用的RAPID指令簡單高效的對機(jī)器人進(jìn)行弧焊連續(xù)工藝的控制。所需關(guān)聯(lián)的信號如下表3.2所示：表3.2關(guān)聯(lián)信號一覽表NameType o

14、f SignalI/O信號注解ao01 Weld-REFAnalog Output焊接電壓控制模擬信號ao02 Feed-REFAnalog Output焊接電流控制模擬信號do01 WeldOnDigital Output焊接啟動(dòng)數(shù)字信號do02 GasOnDigital Output打開保護(hù)氣數(shù)字信號do03 FeedOnDigital Output送絲信號do04 Pos1Digital Output轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到A工件do05 Pos2Digital Output轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到B工件do06 CycleOnDigital Output機(jī)器人處于運(yùn)行狀態(tài)信號do07 ErrorDigital Out

15、put機(jī)器人處于錯(cuò)誤報(bào)警狀態(tài)信號do08 E-StopDigital Output機(jī)器人處于急停狀態(tài)信號do09 GunWashDigital Output清槍裝置清焊渣信號do10 GunSpayDigital Output清槍裝置噴霧信號do11 FeedCutDigital Output剪焊絲信號di01 ArcEstDigital Input起弧檢測信號di02 GasOKDigital Input保護(hù)氣檢測信號di03 FeedOKDigital Input送絲檢測信號di04 StartDigital Input啟動(dòng)信號di05 StopDigital Input停止信號運(yùn)行Di0

16、6 WorkStation1Digital Input轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到工位A信號Di07 WorkStation2Digital Input轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到工位B信號Di08 LoadingOKDigital Input工件裝夾完成按鈕信號Di09 ResetErrorDigital Input錯(cuò)誤報(bào)警復(fù)位信號Di10 StartAt-MainDigital Input從主程序開始信號Di11 MotorOnDigital Input電動(dòng)機(jī)上電輸入信號soRobotInHomeDigital Output機(jī)器人在Home點(diǎn)信號soRotToADigital Output轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)到A工位控制信號soRotToB

17、Digital Output轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)到B工位控制信號在仿真軟件Robotstudio虛擬示教器中，進(jìn)行I/O信號與焊接軟件關(guān)聯(lián)的的實(shí)際操作如下：1.在“控制面板”中，選擇“配置”如圖3.1。圖3.1 控制面板配置2.打開“主題”菜單，選擇“PROC”。如圖3.2圖3.2 控制面板PROC根據(jù)3.3章I/O表3.2內(nèi)容對Arc Equipment Analogue Output、Arc Equipment Didital Output、Arc Equipment Didital Input三個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。設(shè)定結(jié)束后，重啟系統(tǒng)使其參數(shù)生效。如圖3.3圖3.3 控制面板參數(shù)設(shè)定3.3 RAPID語

18、言分析RobotStudio用RAPID語言編寫程序，RAPID是一種高級編程語言，為二級語言。MODULE MainModule .定義變量PROC main() .主程序END PROCENDMODULE上面所示的是典型的RAPID程序結(jié)構(gòu)。一個(gè)RAPID程序可以含有一個(gè)或是幾個(gè)module，每一個(gè)module可以包含一個(gè)或幾個(gè)程序。但是只能有一個(gè)module。保存時(shí)以.mod格式保存。系統(tǒng)模塊保存格式為.sys，系統(tǒng)程序是不能隨便改動(dòng)的。.RAPID語言的基本數(shù)據(jù)RAPID語言主要有以下四種數(shù)據(jù)格式，如表3.3所示。表3.3 RAPID數(shù)據(jù)RAPID數(shù)據(jù)變量(Variables)num，

19、string，bool三種格式持續(xù)變量(Persistent variables)與變量基本一樣，但是它總是記住它上次被賦予的值常量(Constants)常量，一直不變運(yùn)算符(operators)數(shù)值運(yùn)算符(numerical operators)“+”“-”“*”“/”關(guān)系運(yùn)算符(relational operators)“=、“，、“=、“字符連接運(yùn)算符(string operators)“+”(1)在程序模塊定義變量部分時(shí)，最常見的為下面的格式：CONST robtarget p0：=600，500，2253，1，0，0，0，1，1，0，0，11，123，9E9，9E9，9E9，9E9其

20、中600，500，2253表示目標(biāo)點(diǎn)的位置；1，0，0，0是四元素，表示工具方向與工件坐標(biāo)系一致；1，1，0，0表示規(guī)劃時(shí)，1和4軸在90-180。方向上，6軸在0-90。方向上；11，123，9E9，9E9，9E9，9E9中11和123表示是外軸a和b，c到f未定義，則值為9E9。表3.4 RAPID的數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)類型名字描述pos(位置)TranX，Y，z坐標(biāo)值orient(方向)Rot方向confdata(規(guī)劃數(shù)據(jù)）Robcon各個(gè)軸的角度extjoint(外軸)exta共6個(gè)外軸，如果值為9E9，則表明沒有使用外軸(2)RAPID中的multiple values有數(shù)組和composi

21、te data。數(shù)組定義格式為：VAR num my_array4；定義的是含有四個(gè)數(shù)的數(shù)組。具體定義數(shù)組的值時(shí)，格式為：my_array：=4，5，7，9，若為同一個(gè)數(shù),則定義成my_array4：=i0。composite data是一種包括多于一個(gè)量的數(shù)據(jù)類型，它被聲明為一個(gè)常見的量但是包含一些預(yù)選定義的量。例如位置表達(dá)式：VAR pos posl；posl：=100，200，300; 若是單一量可以表示成poslz：=300：方向表達(dá)式也是同樣如此，只不過方向在機(jī)器人中是用四元素來表達(dá)的。(3)RAPID函數(shù)與指令相似但是返回一個(gè)值。因?yàn)楹瘮?shù)返回一個(gè)值，可以將這個(gè)值賦給一個(gè)變量。例如：

22、 regl：=Cos(reg2)： 表示的是regl的值為reg2的余弦值。.RAPID基本移動(dòng)指令RAPID的優(yōu)點(diǎn)在于除了有其它高級編程語言的基本功能外，它是專門用來控制機(jī)器人的，最重要的是，一些是特意為使機(jī)器人移動(dòng)而用的指令。MOVEL(MOVEJ，MOVEC)plO，v1000，fine，toolO：MOVEL是一個(gè)使機(jī)器人從當(dāng)前位置直線移動(dòng)到期望目標(biāo)點(diǎn)的指令；M0VEJ用來在動(dòng)作不是直線時(shí)快速移動(dòng)機(jī)器人從一點(diǎn)到另一點(diǎn)；MOVEC用于機(jī)器人循環(huán)弧線移動(dòng)。plO表明機(jī)器人將要移動(dòng)到的位置，用戶定義時(shí)，以P打頭，后面以10的倍數(shù)命名，還有就是自動(dòng)生成的例如Target-10等樣式的目標(biāo)點(diǎn)表達(dá)

23、式；v1000表明機(jī)器人的速度為1000mms；fine表明機(jī)器人將精確到達(dá)所希望到達(dá)的點(diǎn)而不會(huì)減少到達(dá)下一位置的路徑，還有例如zlO等指令，表明機(jī)器人路徑在到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)減少10mm。toolO表明是默認(rèn)的工具0，是機(jī)器人末端法蘭，也可以用工具1，2等，這些工具都是用戶自己定義的。4.構(gòu)建基本仿真機(jī)器人工作站4.1 布局機(jī)器人基本工作站選擇相應(yīng)設(shè)備添加到工作站。選擇設(shè)備有焊槍BinzelTool、控制柜IRC5-Singel-Cabinet、機(jī)器人基座Pedestal-h440、焊槍清洗Torch-cleaner-binzel、示教器FlexPendant依次添加設(shè)備并布局即可創(chuàng)建機(jī)器人系統(tǒng)。

24、工作站建立如下圖4.1機(jī)器人工作站。圖4.1 機(jī)器人工作站4.2 工具數(shù)據(jù) tooldata的設(shè)定工具數(shù)據(jù)tooldata用于描述安裝在機(jī)器人第六軸上的工具TCP、質(zhì)量、重心、等參數(shù)數(shù)據(jù)。一般不同的機(jī)器人應(yīng)用配置不同的工具,比如說焊接機(jī)器人就使用弧焊槍作為工具。默認(rèn)工具(tool0)的工具中心點(diǎn)（Tool Center Ponit)位于機(jī)器人安裝法蘭的中心。TCP的設(shè)定原理如下：1） 首先在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找一個(gè)非常精確地固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。2） 然后再工具上確定一個(gè)參考點(diǎn)（最好是工具的中心點(diǎn)）3） 有手動(dòng)操作機(jī)器人的方法去移動(dòng)工具上的參考點(diǎn)，以四種以上不同的機(jī)器人姿態(tài)盡可能與固定點(diǎn)碰上為了準(zhǔn)確

25、獲得準(zhǔn)確TCP，亦可使用六點(diǎn)進(jìn)行操作。4） 機(jī)器人通過這四個(gè)位置點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算求得TCP的數(shù)據(jù)，然后TCP的數(shù)據(jù)保存在tooldata這個(gè)程序數(shù)據(jù)中被程序調(diào)用?！八狞c(diǎn)法”函數(shù)依據(jù)： 機(jī)器人基坐標(biāo)系為R，機(jī)器人末端坐標(biāo)系為M，工具坐標(biāo)系為T。工具坐標(biāo)系標(biāo)定就是要得到工具末端相對于機(jī)器人基坐標(biāo)系的位姿矩陣足耳。機(jī)器人末端相對于機(jī)器人基坐標(biāo)系的位姿矩陣為R，該矩陣是己知的；工具坐標(biāo)系相對于機(jī)器人末端坐標(biāo)系為R寫，工具坐標(biāo)系相對于機(jī)器人末端坐標(biāo)系為肼耳，它們的相互關(guān)系如下： (4-1）工具末端在參考點(diǎn)A處的四次接近時(shí)，位置相同，姿態(tài)不同，可以計(jì)算出工具坐標(biāo)系的位置參數(shù)。A點(diǎn)在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的位置為

26、，工具末端位置在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的參數(shù)為。上式（4-1）變?yōu)椋?（4-2)將四個(gè)接近點(diǎn)的數(shù)據(jù)代入上式，可得工具坐標(biāo)系在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的位置。圖4.2 四點(diǎn)接近法4.3 工件坐標(biāo)wobjdata的設(shè)定工件坐標(biāo)對應(yīng)工件，它定義工件相對于大地坐標(biāo)（或其他坐標(biāo)）的位置。機(jī)器人可以擁有若干個(gè)工件坐標(biāo)系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。對機(jī)器人進(jìn)行編程時(shí)就是在工件坐標(biāo)中創(chuàng)建目標(biāo)和路徑，優(yōu)點(diǎn)如下：1) 重新定位工作站中的文件時(shí)，只需要該工件坐標(biāo)的位置，所有路徑將即刻隨之更新。2) 允許操作以外軸或者傳送導(dǎo)軌移動(dòng)的工件，因?yàn)檎麄€(gè)工件可連同其路徑一起移動(dòng)。用戶坐標(biāo)系時(shí)通過三點(diǎn)法來確定的

27、。圖4.3用戶坐標(biāo)系的確定如圖4.3所示，點(diǎn)P1,P2和P3三點(diǎn)的坐標(biāo)為： 由于這三點(diǎn)不在同一直線上，由這三點(diǎn)確定的平面，平面方程為： （4-3）平面的法向量n,向量AB與向量AC如下:（4-4）所有系數(shù) （4-5）平面法矢量為用戶坐標(biāo)系的z軸矢量， (4-6）Y軸由右手法則確定。 （4-7）工件坐標(biāo)系的標(biāo)定原理與用戶坐標(biāo)系標(biāo)定原理一樣，如圖4.4所示圖4.4 工件坐標(biāo)系的確定4.4 程序流程圖圖4.5 程序流程圖仿真程序見附錄?？?結(jié)通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，認(rèn)識了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識方面和

28、動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對所學(xué)知識理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己

29、原來知識太理論化了，面對單獨(dú)的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)?？傊?，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。致 謝在此要感謝我們的指導(dǎo)老師寧祎老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝同學(xué)們給我的幫助。在設(shè)計(jì)過

30、程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會(huì)對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。參考文獻(xiàn)1 胡繩蓀等焊接自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20072 許燕玲，林濤，陳善本焊接機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀與研究發(fā)展趨勢金屬加工焊接與切割2010(8)：3

31、2363 賈守波.城市排水管道機(jī)器人工程樣機(jī)的研究D.2008,(5):38404 胡濤.機(jī)器人開包系統(tǒng)剪帶裝置機(jī)械及控制系統(tǒng)研制D.2005,(2):17235 丁莉.變頻恒壓供水控制系統(tǒng)研究D.2007,(4):33386 葉暉.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用案例精析.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20107 葉暉，管小青.工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用技巧.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20108 葉暉.工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用虛擬仿真教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20109 ABB公司，RobotStiudio操作員手冊10 王克鴻，劉永,許越蘭等弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)焊報(bào)2001,84-8711 劉永，王克鴻，楊靜宇等IGM弧焊

32、機(jī)器人大型工作站仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)焊接學(xué)報(bào)2006，27(2)：59-6312 陳志翔，黃勇，殷樹言等弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)機(jī)械工程學(xué)報(bào)2001，37(10)：104-10613 何廣忠機(jī)器人弧焊離線編程系統(tǒng)及其自動(dòng)編程技術(shù)的研究哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文2006：9-1914 江洪，王貴成，盧擇臨等SolidWorks高級曲線曲面實(shí)例解析北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200715 Calibration Pendulum instruction，Calibration equipment，S4Cplus/IRC5：3HACl65781ABB Roboti Cs Products16 姚杰. 機(jī)器

33、人無碰撞路徑規(guī)劃D.蘭州理工大學(xué),2006.17 陳淥漪. 焊接機(jī)器人工作站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.北京工業(yè)大學(xué),2012.18 林君. 基于三維圖形仿真的弧焊機(jī)器人離線編程及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)D.北京工業(yè)大學(xué),2003.19 尹峰. 6自由度焊接機(jī)器人離線編程系統(tǒng)研究D.北方工業(yè)大學(xué),2012.20 呂寶. 機(jī)器人行走軌跡離線編程系統(tǒng)D.沈陽大學(xué),2013.21 唐濤宇. 機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的研究D.哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.22 孫英飛,羅愛華. 我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展研究J. 科學(xué)技術(shù)與工程,2012,1223 張紅強(qiáng). 工業(yè)機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃D.湖南大學(xué),2004.24 李雙雙. 工業(yè)機(jī)器人建模、運(yùn)動(dòng)

34、仿真與軌跡優(yōu)化D.內(nèi)蒙古大學(xué),2012.25 汪永元. 工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)分析與仿真研究D.西南交通大學(xué),2014.26 畢勝. 國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀J. 機(jī)械工程師,2008,07:5-8.附錄：仿真程序MODULE MainModulePERS tooldata tWeldGun:=TRUE,125.800591275,0,381.268213238,0.898794046,0,0.438371147,0,2,0,0,100,0,1,0,0,0,0,0;CONST robtarget pHome:=892.381388433,0,1297.608236055,0.281247164,0

35、,0.959635364,0,0,0,0,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWait:=1055.04484901,-300.158845054,637.09781,0.069861281,-0.000000022,0.997556716,-0.000000023,-1,0,-1,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9CONST robtarget pWeld_A10:=-477.207478341,-294.32,103.96,0.026332306,-0.0000022,0.999653245,-0.000002466,-1,

36、-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A20:=-403.449493255,-248.49845186,101.000437713,0.069861204,0.000000083,0.997556721,0.000000086,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A30:=-352.811875694,-291.843211201,101.409107147,0.0698612,0.000000019,0.997556722,0.000000005,

37、-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A40:=-378.875680781,-366.987505598,101.198753345,0.069861202,0.000000024,0.997556721,0.000000002,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A50:=-453.792751274,-364.282071984,100.594133492,0.069861211,0.000000036,0.997556721,0.0000

38、00023,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A60:=-442.993751743,150.446389278,100.681279632,0.069861173,-0.000000006,0.997556723,-0.000000016,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A70:=-539.427124904,150.446403649,99.902996639,0.06986119,-0.000000013,0.997556722,0.

39、000000001,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A80:=-573.690968393,240.977426598,99.626488528,0.069861194,-0.000000046,0.997556722,-0.000000037,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A90:=-489.101026376,305.420194692,100.309124401,0.06986118,-0.000000029,0.997556723

40、,-0.000000042,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_A100:=-406.338790483,215.828761028,100.977108485,0.069861182,-0.000000043,0.997556723,-0.000000057,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;TASK PERS seamdata sm1:=0.2,0.05,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

41、0,0.1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.05;TASK PERS welddata wd1:=40,10,0,0,10,0,0,10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0; PERS bool bCell_A:=TRUE;PERS bool bCell_B:=TRUE;CONST robtarget pGunWash:=79.364244392,-975.399980073,710.541513019,0.027256179,0.683271873,0.729244588,0.024474064,-1,0,-1,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CO

42、NST robtarget pGunSpary:=169.902907873,-959.109173328,471.829424203,0.027256127,0.683271884,0.729244579,0.024474059,-1,-1,0,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pFeedCut:=86.211693975,-680.45152226,449.035774336,0.027256152,0.683271999,0.729244472,0.024474019,-1,0,0,0,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9; P

43、ERS num nCount:=0;PERS bool bLoadingOK:=FALSE;VAR intnum intno1:=0;CONST robtarget pHome10:=1395.69,0.00,1143.95,0.324113,1.52282E-10,0.946018,4.40058E-10,0,0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09; CONST robtarget pWeld_B10:=-477.207478341,-294.32,103.96,0.026332306,-0.0000022,0.999653245,-0.00000

44、2466,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B20:=-403.449493255,-248.49845186,101.000437713,0.069861204,0.000000083,0.997556721,0.000000086,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B30:=-352.811875694,-291.843211201,101.409107147,0.0698612,0.000000019,0.997556722,0.00

45、0000005,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B40:=-378.875680781,-366.987505598,101.198753345,0.069861202,0.000000024,0.997556721,0.000000002,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B50:=-453.792751274,-364.282071984,100.594133492,0.069861211,0.000000036,0.99755672

46、1,0.000000023,-1,-1,0,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B60:=-442.993751743,150.446389278,100.681279632,0.069861173,-0.000000006,0.997556723,-0.000000016,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B70:=-539.427124904,150.446403649,99.902996639,0.06986119,-0.000000013,0.9975

47、56722,0.000000001,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B80:=-573.690968393,240.977426598,99.626488528,0.069861194,-0.000000046,0.997556722,-0.000000037,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B90:=-489.101026376,305.420194692,100.309124401,0.06986118,-0.000000029,0.9

48、97556723,-0.000000042,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;CONST robtarget pWeld_B100:=-406.338790483,215.828761028,100.977108485,0.069861182,-0.000000043,0.997556723,-0.000000057,0,0,-1,1,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9;TASK PERS wobjdata wobjStationA:=FALSE,TRUE,1536.73,0,185,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0;TASK PERS w

49、objdata wobjStationB:=FALSE,TRUE,1536.73,0,185,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0;PROC rWeldingPathA()MoveJ pHome,vmax,z10,tWeldGunWObj:=wobj0;MoveJ Offs(pWeld_A10,0,0,350),v1000,z10,tWeldGunWObj:=wobjStationA;ArcLStart pWeld_A10, v1000, sm1, wd1, fine, tWeldGunWObj:=wobjStationA;ArcL pWeld_A20,v100,sm1,wd1,z1,t

50、WeldGunWObj:=wobjStationA;ArcC pWeld_A30,pWeld_A40,v100,sm1,wd1,z1,tWeldGunWObj:=wobjStationA;ArcCEnd pWeld_A50,pWeld_A10,v100,sm1,wd1,fine,tWeldGunWObj:=wobjStationA;MoveL Offs(pWeld_A10,0,0,150),v1000,z10,tWeldGunWObj:=wobjStationA;MoveJ offs(pWeld_A60,0,0,150),vmax,z10,tWeldGunWObj:=wobjStationA;

51、ArcLStart pWeld_A60,v1000,sm1,wd1,fine,tWeldGunWObj:=wobjStationA;ArcL pWeld_A70,v100,sm1,wd1,z1,tWeldGunWObj:=wobjStationA;ArcC pWeld_A80,pWeld_A90,v100,sm1,wd1,z1,tWeldGunWObj:=wobjStationA;ArcCEnd pWeld_A100,pWeld_A60,v100,sm1,wd1,fine,tWeldGunWObj:=wobjStationA;MoveL offs(pWeld_A60,0,0,50),vmax,

52、z10,tWeldGunWObj:=wobjStationA;MoveJ pHome,vmax,z10,tWeldGunWObj:=wobj0;ENDPROCPROC rWeldingPathB()MoveJ pHome,vmax,z10,tWeldGunWObj:=wobj0;MoveJOffs(pWeld_B10,0,0,350),v1000,z10,tWeldGunWObj:=wobjStationB;ArcLStart pWeld_B10, v1000, sm1, wd1, fine, tWeldGunWObj:=wobjStationB;ArcL pWeld_B20,v100,sm1

53、,wd1,z1,tWeldGunWObj:=wobjStationB;ArcC pWeld_B30,pWeld_B40,v100,sm1,wd1,z1,tWeldGunWObj:=wobjStationB;ArcCEnd pWeld_B50,pWeld_B10,v100,sm1,wd1,fine,tWeldGunWObj:=wobjStationB;MoveL Offs(pWeld_B10,0,0,150),v1000,z10,tWeldGunWObj:=wobjStationB;MoveJ offs(pWeld_B60,0,0,150),vmax,z10,tWeldGunWObj:=wobjStationB;ArcLStart pWeld_B60,v1000,sm1,wd1,fine,tWeldGunWObj:=wobjS