多约束条件下点焊机械臂工件位置优化研究

作     者：温朋举 

作者单位：北京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谭月胜

授予年度：2023年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：工业机械臂 位置寻优 快速扩展随机树 路径规划 

摘      要：工业机器人作为制造业的基础工具,被广泛应用于工业生产的各个领域。但当前国内智能化机器人的使用比例并不高,落后的手动示教仍是当前最重要的工件位置和机械臂运动路径的规划方法。手动示教不仅效率低下,无科学依据,而且潜在安全风险,事故率高。因此本课题提出了一种算法,旨在为点焊加工工作中,如何安排机械臂与其加工工件间的相互位置的问题提供科学指导。 本课题以IRB1410机械臂为研究对象。首先建立其运动学模型并进行正逆运动学分析;然后分析机械臂在工作中可能存在的各项约束,针对各项约束提出一种工件位置寻优策略,将约束量化后作为判断依据进行主程序的编写;提出一种基于路径最短策略的焊接顺序确定方法,并应用该方法确定工件上各焊点的焊接顺序;改进了快速扩展随机树算法,使其搜索效率进一步提高,将改进的快速扩展随机树算法应用于机械臂各焊点间的路径规划,编写程序并入主程序,程序最终输出一个合理的工件位置和一条机械臂的运动路径;最后,应用robotstudio软件进行仿真验证算法的正确性,并在机械臂上进行了实机实验,验证了算法所规划出的工件位置是合理有效的。