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焊接机器人的若干优化技术研究之结论

时间：2017-07-20 来源：机器人在线阅读：8089 原创

焊接机器人综合了机械工程、人工智能等学科，随着工业机器人的应用越来越广泛，其对工业机器人的性能要求更高，具体在各个应用领域中，其要求也不尽相同。本文针对新松焊接机器人的性能提高方面提供了可能性，在对机器人主要部件进行三维建模后，对其运用智能算法等进行优化。其具体研究成果为一下几个方面。

(1)在对焊接机器人平衡缸研究中，推导出了平衡缸对工业机器人不平衡力矩的影响，本文针对工业机器人弹簧式平衡缸关键参数进行了分析，推导出平衡力矩的数学模型。深入研究了各个参数对工业机器人不平衡力矩的影响，并结合实例进行了优化，并通过实际检验，得到了比较理想的优化结果，165kg焊接机器人优化系统的开发与使用也大大方便了优化与优化结果的检验。运用多目标优化算法，不仅使机器人最大力矩减小，而且其力矩波动性减小，对机器人的结构和静态特性有了提高。

(2)本文提出了工业机器人小臂结构的分析与优化方法，结果表明多目标粒子群算法对小臂结构有很好的优化效果，该方法有很好的实验效果。在对大臂静力学分析的基础上，对小臂进行优化设计。通过对小臂的分析与智能算法的优化，为机器人小臂的高能性提供了方向。

(3)本文在AWE坏境下，运用快速优化工具DesignXplorer对焊接机器人大臂进行结构设计优化，从轻量化，最大变形最小和结构应力三个方面考虑。焊接机器人进行大臂优化后，静力刚度得到了提高。优化后的重量也相应地减小了。针对大臂结构的复杂性，本文为大臂优化提高了一种可靠、高效的优化方法。

(4)针对焊接机器人的整体做运动学仿真和轨迹规划，通过运动学仿真，得到平衡缸、小臂、大臂的优化的运动的平稳性得到了提高。

针对对焊接机器人的优化取得了一定的成果，并且经过实际测验，优化后的机器人系统也达到了预期的效果。

鉴于时间的局限，在对焊接机器人的优化过程中，还有以下几个方面可以完善与提高。

对于手腕及操作器部分也是很重要的部分，其精细的设计需要更精准的优化;再次就是对整个焊接机器人的运动学仿真，本文虽然也做了仿真，但是却有不足，每个轴所需要的功率与电机的选取等，也是以后将要研究的一个方向。本文中插值法只是三次插值法，可以将算法进行优化，对机器人运动性能的提升是有研究价值的。

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