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移动焊接机器人直角转弯分析与规划上

时间：2017-05-31 来源：机器人在线阅读：10634 原创

机器人弯成直角转弯的关键问题是使得机器人执行机构旋转电弧传感器末端焊丝完成AOc以及OcB两段轨迹，如图4.7所示，假设机器人在整个运动过程中轮子与地面接触良好，不发生打滑现象，即转弯前与转完后保证L1=L2=L。为了保证焊接成型，理想情况下是末端焊丝速度一直均匀，但在焊接拐点处末端焊丝瞬时速度发生突变，所以首先规划在整个直角转弯阶段末端焊丝的速度规划曲线如图4.8所示，图中可知在 A3Oc 以及OcB3轨迹内旋转电弧传感器末端焊丝速度存在由V→0 再由0→V的变化，这说明机器人右轮在整个直角拐弯处速度变化并不均匀，所以将AOc以及OcB段进行划分，机器人直角转弯运动规划如下。

（1）机器人在AA3’阶段的运动规划

机器人从A点开始以速度V向前运动，在AA3’阶段内根据旋转电弧传感器收集的焊缝信息反馈至机器人计算机处理系统，机器人依靠两轮差速运动以及十字滑块微调保证末端焊丝轨迹为直线并保证焊接速度均匀。

根据坐标变换理论建立机器人在常规焊接时运动学模型，设定机器人的位姿与末端焊丝的位姿分别为：

经坐标变换得到基坐标上的末端焊丝位姿：

对式（4.34）求导可得到末端焊丝速度表达式：

在AA3’阶段为了保证焊接质量，应保证末端焊丝轨迹为直线，无侧方向偏移，焊接速度为V，根据图 4.7 所示，在AA3’阶段末端焊丝约束条件应为：

（2）机器人在 A3’A3阶段的运动规划

在A3’A3阶段内，机器人进行自身调整，机器人依据超声波测距传感器探测到距OCB边距离为A3’OC时，测距传感器开始向机器人反馈位置信息，机器人开始自身调整至左轮中心到AOC边的距离为L1，同时水平滑块缩进，之后机器人继续以速度V向前焊接并等待超声波测距传感器测到距 OCB 边距离为T时，机器人以左轮为中心点开始转弯动作，此阶段内机器人左轮右轮均出现速度变化，左轮由V→0，而右轮不仅速度发生变化并且速度方向发生骤变。

设A3’A3调整阶段机器人运动时间为t，在此段时间内左右两轮以及末端焊丝的初始速度以及到达A3点的终止速度分别为：