史陶比尔工业机器人的一种运动学算法及激光加工实验研究
发布时间：2022-06-20 16:03
论文主要阐述在实际工作中使用史陶比尔六轴工业机器人进行激光熔覆加工的过程中所学习到的知识,领悟到的心得。首先论述工业机器人运动学的基本问题,即位姿逆问题,提出了一种解析算法。与机器人运动学领域普遍采用的引入四阶矩阵方程的DH算法不同,论文应用几何法列出两个三阶矩阵方程。这两个方程分别用来描述机器人的末端位置等式和末端姿态等式。这样使得方程具有更明显的几何意义。并且由于方程中的三阶矩阵为酋矩阵,它的逆矩阵与转置矩阵相同,更方便进行求逆等矩阵运算[1][2]。其次,在成功求解机器人位姿逆问题的基础上,进而对机器人速度逆问题求解析解。机器人速度逆问题包括线速度逆问题和角速度逆问题两部分。对于线速度逆问题,采用对时间求导的方法求解析解。对于角速度逆问题,采用向量分解原理求解析解。第三,考虑到了实际工程中工业机器人很少单独使用,经常需要夹持不同的工具。因而在成功求解以上的位姿逆问题和速度逆问题的基础上,进而以实际工作中使用的激光头作为工具为例,得出了机器人夹持工具时的解法,使研究更贴近工程实际的需要。第四,对上述方法计算出的机器人位置解和速度解进行验证。使之与史陶比尔机器人...
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国外发展概况
1.3 国内发展概况
1.4 研究内容与研究目的
第2章 史陶比尔工业机器人概述
2.1 工业机器人定义
2.2 史陶比尔集团概述
2.3 工业机器人的组成
2.4 史陶比尔工业机器人坐标系
2.4.1 关节坐标系
2.4.2 世界坐标系
2.4.3 工具坐标系
2.5 史陶比尔工业机器人连杆参数
2.6 工业机器人运动学概述
2.6.1 位姿正问题
2.6.2 位姿逆问题
2.6.3 速度正问题
2.6.4 速度逆问题
2.7 史陶比尔工业机器人的行走模式
2.7.1 关节行走模式
2.7.2 直线行走模式
2.7.3 圆弧行走模式
2.8 本章总结
第3章 不带工具坐标的史陶比尔工业机器人矩阵算法
3.1 理论基础
3.2 位姿正问题
3.3 速度正问题
3.3.1 线速度正问题
3.3.2 角速度正问题
3.4 位姿逆问题
3.5 速度逆问题
3.5.1 线速度逆问题
3.5.2 角速度逆问题
3.6 实验验证
3.6.1 位姿逆问题的验证
3.6.2 线速度逆问题的验证
3.6.3 角速度逆问题的验证
3.7 本章总结
第4章 带工具坐标的史陶比尔工业机器人矩阵算法
4.1 位姿正问题
4.2 速度正问题
4.2.1 线速度正问题
4.2.2 角速度正问题
4.3 位姿逆问题
4.4 速度逆问题
4.4.1 线速度逆问题
4.4.2 角速度逆问题
4.5 实验验证
4.5.1 位姿逆问题的验证
4.5.2 线速度逆问题的验证
4.5.3 角速度逆问题的验证
4.6 本章总结
第5章 史陶比尔工业机器人激光熔覆加工实验研究
5.1 激光熔覆概述
5.2 回转工件实验研究
5.2.1 工艺方法
5.2.2 最终效果
5.3 相贯线加工实验研究
5.3.1 工艺方法
5.3.2 最终效果
5.4 本章总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人的技术发展及其应用[J]. 骆敏舟,方健,赵江海. 机械制造与自动化. 2015(01)
[2]六自由度装校机器人雅可比矩阵的建立及奇异性分析[J]. 李诚,谢志江,倪卫,刘楠. 中国机械工程. 2012(10)
[3]3-RRRT并联机器人奇异位形分析[J]. 杨玉维,赵新华,陈世明,苗志怀. 天津理工大学学报. 2005(01)
[4]工业机器人发展思考[J]. 王田苗. 机器人技术与应用. 2004(02)
[5]视觉传感及图像处理技术在焊接中的应用[J]. 石永华,钟继光,刘桑,王国荣. 电焊机. 1999(09)
硕士论文
[1]一种六自由度串联机器人的运动学与动力学仿真分析[D]. 徐有胜.深圳大学 2017
[2]工业机器人轨迹规划及运动仿真系统研究[D]. 赵川.陕西理工大学 2017
[3]基于KUKA工业机器人的运动学标定及误差分析研究[D]. 刘纪阳.长春工业大学 2017
[4]基于嵌入式运动控制器的弧焊机器人控制系统研究[D]. 刘鹏.哈尔滨工业大学 2017
[5]6-DOF串联机器人运动学算法研究及其控制系统实现[D]. 彭航.合肥工业大学 2016
[6]机器人激光焊接汽车白车身镀锌板的实验研究[D]. 徐中华.江苏大学 2010
[7]Cr12模具钢激光熔覆技术的研究[D]. 黄尚猛.天津大学 2008
本文编号：3653744
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国外发展概况
1.3 国内发展概况
1.4 研究内容与研究目的
第2章 史陶比尔工业机器人概述
2.1 工业机器人定义
2.2 史陶比尔集团概述
2.3 工业机器人的组成
2.4 史陶比尔工业机器人坐标系
2.4.1 关节坐标系
2.4.2 世界坐标系
2.4.3 工具坐标系
2.5 史陶比尔工业机器人连杆参数
2.6 工业机器人运动学概述
2.6.1 位姿正问题
2.6.2 位姿逆问题
2.6.3 速度正问题
2.6.4 速度逆问题
2.7 史陶比尔工业机器人的行走模式
2.7.1 关节行走模式
2.7.2 直线行走模式
2.7.3 圆弧行走模式
2.8 本章总结
第3章 不带工具坐标的史陶比尔工业机器人矩阵算法
3.1 理论基础
3.2 位姿正问题
3.3 速度正问题
3.3.1 线速度正问题
3.3.2 角速度正问题
3.4 位姿逆问题
3.5 速度逆问题
3.5.1 线速度逆问题
3.5.2 角速度逆问题
3.6 实验验证
3.6.1 位姿逆问题的验证
3.6.2 线速度逆问题的验证
3.6.3 角速度逆问题的验证
3.7 本章总结
第4章 带工具坐标的史陶比尔工业机器人矩阵算法
4.1 位姿正问题
4.2 速度正问题
4.2.1 线速度正问题
4.2.2 角速度正问题
4.3 位姿逆问题
4.4 速度逆问题
4.4.1 线速度逆问题
4.4.2 角速度逆问题
4.5 实验验证
4.5.1 位姿逆问题的验证
4.5.2 线速度逆问题的验证
4.5.3 角速度逆问题的验证
4.6 本章总结
第5章 史陶比尔工业机器人激光熔覆加工实验研究
5.1 激光熔覆概述
5.2 回转工件实验研究
5.2.1 工艺方法
5.2.2 最终效果
5.3 相贯线加工实验研究
5.3.1 工艺方法
5.3.2 最终效果
5.4 本章总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人的技术发展及其应用[J]. 骆敏舟,方健,赵江海. 机械制造与自动化. 2015(01)
[2]六自由度装校机器人雅可比矩阵的建立及奇异性分析[J]. 李诚,谢志江,倪卫,刘楠. 中国机械工程. 2012(10)
[3]3-RRRT并联机器人奇异位形分析[J]. 杨玉维,赵新华,陈世明,苗志怀. 天津理工大学学报. 2005(01)
[4]工业机器人发展思考[J]. 王田苗. 机器人技术与应用. 2004(02)
[5]视觉传感及图像处理技术在焊接中的应用[J]. 石永华,钟继光,刘桑,王国荣. 电焊机. 1999(09)
硕士论文
[1]一种六自由度串联机器人的运动学与动力学仿真分析[D]. 徐有胜.深圳大学 2017
[2]工业机器人轨迹规划及运动仿真系统研究[D]. 赵川.陕西理工大学 2017
[3]基于KUKA工业机器人的运动学标定及误差分析研究[D]. 刘纪阳.长春工业大学 2017
[4]基于嵌入式运动控制器的弧焊机器人控制系统研究[D]. 刘鹏.哈尔滨工业大学 2017
[5]6-DOF串联机器人运动学算法研究及其控制系统实现[D]. 彭航.合肥工业大学 2016
[6]机器人激光焊接汽车白车身镀锌板的实验研究[D]. 徐中华.江苏大学 2010
[7]Cr12模具钢激光熔覆技术的研究[D]. 黄尚猛.天津大学 2008
本文编号：3653744
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