中厚板机器人焊接

 机床式工 业 机 器 人 机 械 手

 这 种 机 械 手 结 构 类 似 机 床 。 其达 到 空 间 位 置 的 三 个 运 动(X、Y 、 Z ) 是 由 直 线运 动 构 成 ， 其 末 端 操 作 器 的 姿 态 由 旋 转 运 动 构成 ，大构件机器人焊接， 如 图 4 0 - 5 所 示 ， 这 种 形 式 的 机 械 手 优 点 是运 动 学 模 型 简 单 ， 控 制 精 度 容 易 提 高 ； 缺 点 是 机 构 较 庞 大 ， 占 地 面 积 大 、 工 作 空 间 小 。 简 易 和 专 用 焊 接 机 器 人 常 采 用 这 种 形 式 .

这 种 机 械 手 结 构 类 似 机 床 。 其达 到 空 间 位 置 的 三 个 运 动(X、Y 、 Z ) 是 由 直 线运 动 构 成 ， 其 末 端 操 作 器 的 姿 态 由 旋 转 运 动 构成 ， 如 图 4 0 - 5 所 示 ， 这 种 形 式 的 机 械 手 优 点 是运 动 学 模 型 简 单 ， 控 制 精 度 容 易 提 高 ； 缺 点 是 机 构 较 庞 大 ， 占 地 面 积 大 、 工 作 空 间 小 。 简 易 和 专 用 焊 接 机 器 人 常 采 用 这 种 形 式 .

机 器 人 手 臂 运 动 学 中 有 两 个 基 本 问 题 ：

1 ) 对 给 定 机 械 臂 ，机器人焊接， 已 知 各 关 节 角 矢g(t)=[g1(t)，g2(t)，……，gn(t)]， 其 中n 为 自 由 度 ；求 末 端 操 作 器 相 对 于 参 考 坐 标 系 的 位 迓 和 姿 态 ，称 之 为 运 动 学 正 问 题 。 在 机 器 人 示 教 过 程 中 ， 机器 人 控 制 器 即 逐 点 进 行 运 动 学 正 问 题 运 算 。

2 ) 对 给 定 机 械 臂 ， 已 知 末 端 操 作 器 在 参 考坐 标 系 中 的 期 望 位 置 和 姿 态 ， 求 各 关 节 矢 量 ， 称之 为 运 动 学 逆 问 题 。 在 机 器 人 再 现 过 程 中 ，中厚板机器人焊接， 机 器人 控 制 器 即 逐 点 进 行 运 动 学 逆 问 题 运 算 ， 将 角 矢量 分 解到 机 械 W各 关 节 。

运 动 学 正 问 题 的 运 算 都 采 用 D- H法 ， 这 种方 法 采 用 4 x4 齐 次 变 换 矩 阵 来 描 述 两 相 邻 刚 体杆 件 的 空 间 关 系 ； 把 正 问 题 简 化 为 寻 求 等 价 的 4x4 齐 次 变 换 矩 阵 。 逆 问 题 的 运 算 可 用 几 种 方 法求 解 ， 最 常 用 的 是 矩 阵 代 数 、 迭 代 或 几 何 方 法 。

对 于 高 速 、 高 精 度 机 器 人 ， 还 必 须 建 立 动 力学 模 型 ， 由 于 目 前 通 用 的 工 业 机 器 人 （ 包 括 焊接 机 器 人 ） 极限运 动 速 度 都 在 3 m/ S内 、 精 度 大多 不 高 于 0 . 1 mm， 所 以 都 只 作 简 单 的 动 力 学 控制.

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