焊接机器人的建模与仿真

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机器人建模与仿真技术研究

机器人建模与仿真技术研究近年来，随着工业智能化的发展，机器人应用越来越广泛，已成为工业制造中不可或缺的一部分。

为了更好地掌握机器人拟建模和仿真技术，提高机器人的控制和运动性能，人们对机器人控制领域进行了深入的研究和应用。

一、机器人建模技术机器人建模是指建立机器人的几何、动力学、电气和传感器等方面的模型，便于对机器人进行控制和规划运动轨迹。

机器人建模技术通常分为几何建模和运动学建模两个方面。

几何建模主要是指机器人身体结构的模拟，包括机器人的各个关节、零件的几何形状和空间位置关系等，通俗的理解就是把机器人的外形画出来。

几何建模技术在机器人仿真中是非常重要的一步，具有重要的意义。

另一方面，运动学建模是指在几何模型的基础上，对机器人的动态特性进行模拟，包括机器人的位置、速度、加速度和转动角速度等，以便更好地掌握机器人的控制和运动特性。

因此，在机器人的建模中，几何建模和运动学建模是互相联系、相互依存的，两者的结合才能最大限度地发挥出机器人的作用。

二、机器人仿真技术机器人仿真是指在计算机环境下，利用虚拟现实技术对机器人进行模拟，以便对机器人的行为和性能进行测试和分析。

机器人仿真技术是机器人控制领域的重要手段，可以有效地降低机器人实验过程中的成本和风险，并提高机器人的性能和稳定性。

机器人仿真技术主要涵盖以下几个方面：机器人的控制器仿真、环境仿真、物体仿真和传感器仿真。

在机器人的仿真过程中，控制器仿真是最重要的一部分，它能够准确地模拟机器人的控制算法和控制器的运行状态，评估机器人的控制和动态性能。

而传感器仿真则是模拟机器人在现实世界中感知和识别目标的能力，也是机器人模拟的重要组成部分。

三、机器人建模和仿真技术的应用机器人建模和仿真技术已经在许多领域得到了广泛的应用，例如：机器人协作、机器人视觉和机器人导航等。

此外，机器人建模和仿真技术在机器人制造业和机器人控制自动化领域也发挥着重要的作用。

机器人仿真已经成为机器人领域的重要步骤和手段，可以提高机器人的行为表现和性能，减少成本和风险，并推进机器人的研究和应用。

全方位移动焊接机器人设计与仿真

摘要摘要本文是在先进的工业自动化发展的背景下，结合了目前自动化技术的发展现状，尤其是工业机器人的发展历史和过程，运用了轮式机器人的特点，研制出一种全方位的移动焊接机器人。

其主要是运用在船舶等具有大型钢结构件的自动化焊接作业中，极大的改善了焊接作业环境。

首先我们结合实际生产焊接作业中的复杂环境分析了机器人的作业对象，以能够在复杂的环境下进行灵活的自动化焊接为目的，主要针对在各种矩形状焊缝中的各个直角的焊接，对机器人的机构进行了选型和设计。

采用新型的小型化高速旋转电弧传感器来进行焊缝的跟踪，超声波等传感器对机器人姿态进行检测。

然后运用机器人运动学理论对所设计的机器人进行了运动学理论分析，验证了其可行性，从理论上说明了机器人设计的合理性。

之后运用ADAMS软件建立机器人的虚拟样机系统，验证了机器人的重量等参数并进行了运动学仿真分析，尤其是对直角运动过程以及模拟实际环境下的运动过程，进一步证实机器人的可行性。

最后将机器人各个零部件进行了加工、安装和调试，并进行了实验的验证。

其初始位姿定位良好，整个运动过程平稳，在原地转向过程中的位置保持非常优秀，基本维持不变，能够完成直角焊接运动，焊接结果良好。

关键词：焊接机器人；全轮转向；嵌入式轮组；旋转电弧传感器ABSTRACTABSTRACTThis paper introduces a wheeled robot based on modern automation technology, In the context of modern industry，especially the development of industrial robots history and process. Use the characteristics of wheeled robots, developed a full range of mobile welding robot. Which is mainly used in ships and other large steel structure with a large number of automatic welding operations, greatly improved the welding operation environment. First of all，we know that the actual production environment of the robot is quite complicated，our aim is to be able to carry out flexible automated welding in this complex environment，we have chosen and designed the robot body by mainly studies the movement of the robot at right angles to the welding process. A new miniature high-speed rotary arc sensor is used to track the weld, ultrasonic and other sensors to detect the attitude of the robot. Then we use the theory to analyze the kinematics of the robot to prove the feasibility of the robot. We use the ADAMS software to build the robot virtual prototype system, simulate and analyze the robot in the kinematics especially for the right-angle motion process and the simulation of the actual environment of the movement process. Finally, the various parts of the robot were processed, installed and debugged, and the experiment was verified. The whole process of movement is very smooth; the performance of the turning in situ is very well, welding results fulfill the requirements.Keywords: welding robot; full-wheel steering; embedded wheelset; rotational arc sensor目录目录第1章绪论 (1)1.1 课题来源 (1)1.2 课题研究背景及意义 (1)1.3 机器人焊接研究现状 (4)1.4 焊缝跟踪传感器 (9)1.5 虚拟样机技术的应用 (12)1.6 本课题目标及研究内容 (13)1.7 本章小结 (14)第2章全方位移动焊接机器人结构设计 (15)2.1 引言 (15)2.2 焊接机器人移动平台选型与设计 (15)2.2.1 移动平台选型 (15)2.2.2 驱动方案确定 (17)2.2.3 嵌入式驱动轮方案 (18)2.2.4 全方位移动焊接机器人平台转向装置设计 (20)2.2.5 移动平台与转向功率估算 (21)2.2.6 吸附模块设计 (23)2.3 末端执行机构设计 (28)2.3.1 全方位机器人焊枪执行机构选型 (28)2.3.2 全方位机器人转动机构选型 (32)2.3.3 全方位机器人水平运动机构设计 (32)2.3.4 垂直运动机构设计 (34)2.3.5 三维精确定位平台建模 (36)2.4 全方位移动焊接机器人硬件系统 (37)2.5 全方位移动焊接机器人建模 (40)2.5.1 嵌入式轮组设计 (40)2.5.2 全方位移动机器人底盘建模 (40)目录2.5.3 全方位移动焊接机器人整体建模 (41)2.6 本章小结 (42)第3章全方位移动焊接机器人运动学分析与轨迹规划 (43)3.1 引言 (43)3.2 机器人运动学简介 (43)3.2.1 机器人运动学运用理论基础 (44)3.2.2 机器人D-H运动学分析 (48)3.3 全方位移动焊接机器人运动学建模 (50)3.3.1 全方位移动焊接机器人平台运动学模型建立 (50)3.3.2 基于Simulink/SimMechanics的运动学模型 (54)3.3.3 全方位移动焊接机器人直角转弯规划 (57)3.4 本章小结 (64)第4章全方位移动焊接机器人仿真分析与实验 (65)4.1 引言 (65)4.2 全方位移动焊接机器人ADAMS仿真分析 (66)4.2.1 全方位移动焊接机器人虚拟样机 (66)4.2.2 全方位移动焊接机器人运动学仿真分析 (68)4.3 全方位移动焊接机器人实验分析 (71)4.3.1 超声传感器定位实验 (71)4.3.2 全方位移动焊接机器人底盘运动实验 (73)4.3.3 全方位移动焊接机器人焊接运动实验 (75)4.4 本章小结 (78)第5章结论与展望 (79)5.1 结论 (79)5.2 展望 (79)致谢 (81)参考文献 (82)攻读学位期间的研究成果 (86)第1章绪论第1章绪论1.1 课题来源本课题来源于面向复杂船舱焊接的自主移动机器人开发与集成应用（2013AA041003），属国家“863”高新技术发展计划先进制造领域项目。

基于UG的弧焊机器人模型装配与运动仿真

第42卷第6期 2009年6月天津大学学报 Journal of Tianjin University V ol.42 No.6 Jun. 2009收稿日期：2008-07-15；修回日期：2008-10-29.作者简介：冯胜强（1979— ），男，博士研究生，fsq7980@.通讯作者：胡绳荪，huss@.基于UG 的弧焊机器人模型装配与运动仿真冯胜强，胡绳荪，申俊琦(天津大学材料科学与工程学院天津市现代连接技术重点实验室，天津 300072)摘要：采用UGNX4.0系统对日本安川电机株式会社生产的MOTOMAN-HP6型弧焊机器人进行了整体的模型装配，并建立了三维运动仿真模型．运用UG/OPEN API 提供的二次开发函数，采用VC++6.0进行编程的方法，建立了连杆坐标系下的弧焊机器人运动学模型．阐述了弧焊机器人模型的建立方法、装配方式以及运动仿真，从而为Unigraphics (UG )环境下的离线编程技术打下了良好的基础．关键词：弧焊机器人；离线编程；Unigraphics ；装配；运动仿真中图分类号：TP242 文献标志码：A 文章编号：0493-2137(2009)06-0518-05Model Assembly and Motion Simulation of ArcWelding Robot Based on UGFENG Sheng-qiang ，HU Sheng-sun ，SHEN Jun-qi(Tianjin Key Laboratory of Advanced Joining Technology ，School of Materials Science and Technology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China )Abstract ：With UGNX4.0，the assembly of solid model was taken and then 3D motion simulating model of MOTOMAN-HP6 arc welding robot made by YASKAWA Electric Corporation in Japan was established. The kinematics model of arc welding robot under link-pole coordinate system was established by the second development function offered by UG/OPEN API and by the method of programming using VC++6.0. The model founding method and assembly types and motion simu-lation were introduced ，which provides a good basis for off-line programming technique under UG condition. Keywords ：arc welding robot ；off-line programming ；Unigraphics ；assembly ；motion simulation弧焊机器人的建模以及实体模型的装配和三维运动仿真是弧焊机器人离线编程系统中重要的组成环节，这几项工作的成功与否直接影响到后续工作的进行，因此是国内外科研机构研究离线编程系统的重点．当前，对于系统建模、运动仿真的研究比较常用的开发工具有Solid Edge 、AutoCAD 、VBA 、OpenGL 、SolidWorks 和Pro\E 等，它们在三维实体造型、动画仿真和系统的二次开发等方面具有各自特点[1-5]．在国外，弧焊机器人的运动仿真技术已经比较成熟，并且已经形成了一些机器人仿真系统，如GRASP 、SAMMIE 和CGSROB 等．但是，这些仿真系统的差别都不是很大．从发展方向上来看，都是朝着智能化的方向发展，编程方法越来越简单，对操作人员的要求也会随之降低；从功能上来看，这些仿真系统都提供了几何建模功能、运动学建模功能、单元布局功能、路径规划功能、自动编程功能以及仿真功能．除此之外，国外所研究的仿真系统中比较突出的一个功能就是多机协调编程与仿真功能，这项功能是一般仿真系统所不具备的[6-9] ．在国内，华南理工大学、清华大学、哈尔滨工业大学以及北京工业大学都对这方面进行了研究，并且取得了一定的成果[10]．其中，哈尔滨工业大学在此方面的研究具有一定的连续性和系统性，并且也是国内对此项研究进行最早的单位．最初阶段，哈尔滨工业大学开发了机器人弧焊CAD/CAM 系统，但是该系统的功能比较简单．最近两年，该校选择了SolidWorks2009年6月冯胜强等：基于UG的弧焊机器人模型装配与运动仿真 ·519·作为开发平台，采用COM和ATL等编程技术，从实用角度出发，研制了功能比较全面的机器人弧焊离线编程系统[11]．但是，该系统还未真正应用于实际工作，目前正在对其实际应用进行研究[12]．综上所述，笔者选择Unigraphics(UG)作为开发平台，利用其强大的功能实现弧焊机器人的模型装配以及运动仿真，为后续工作打下良好的基础．1 仿真系统介绍采用日本安川电机株式会社生产的MOTO-MAN-HP6型弧焊机器人作为研究对象，在UG平台上对机器人主体、变位机以及被焊工件进行实体建模，用VC++6.0进行二次开发，实现了弧焊机器人的运动仿真．其过程如图1所示．图1弧焊机器人运动仿真系统Fig.1Motion simulation system of arc welding robot选择UG作为系统的开发平台，主要是因为UG 有着其他CAD软件无法比拟的优点：①它基于完全的实体复合建模、特征建模和装配建模技术，已经成为航空航天、汽车、机械、计算机及外设、家用电器等领域的首选软件，是目前应用最为广泛的软件之一；②UG软件提供了CAD/CAE/CAM业界最先进的被称为UG/Open的开发工具，它以开放性架构面向不同的软件平台提供灵活的开发支持；③利用UG/Open 提供的应用程序和开发工具，用户可以在其提供的平台上开发出适合自己需要的CAD产品；④UG/Open 封装了近2000个函数，可以完全满足用户二次开发的需要．本研究采用的MOTOMAN-HP6型弧焊机器人具有6个自由度，并且6个关节均为旋转关节．如图2所示，其中S轴、L轴和U轴在运动中决定了焊枪的位置，而R轴、B轴和T轴则决定了焊枪的姿态．为了分析机器人在运动过程中的正、逆解问题，在每个连杆上固定一个坐标系，并且运用denavit-hartenberg (D-H参数)方法来保证各个连杆空间的正确位置．在弧焊机器人建模过程当中，必须保证各连杆的D-H参数．各个连杆的仿真运动参数如表1所示．图2具有6自由度的MOTOMAN-HP6型弧焊机器人模型Fig.2Model of MOTOMAN-HP6 arc welding robot with six degree of freedom表1各个连杆的运动仿真参数Tab.1Parameters of motion simulation of each link-pole 轴速度范围/(°)最大速度/(rad·s-1) S(旋转轴)±170 2.62L(下臂) +155～-90 2.79U(上臂) +250～-1752.97R(滚动轴)±180 5.93B(倾斜轴) +225～-45 5.93T(扭转轴)±360 9.082 弧焊机器人各模块三维模型的建立及其装配2.1 弧焊机器人各模块三维模型的建立在进行弧焊机器人的装配之前，必须建立弧焊机器人的三维模型．所谓弧焊机器人设备建模，就是要在计算机上首先“绘制”出机器人的3D模型，然后分别定义模型的各个关节的属性，通过定义这些属性，可以控制机器人的模型，使之成为离线编程所需要的实体．在本研究中，“绘制”并不是传统意义上所认为的在UG平台下进行绘制，而是在了解弧焊机器人各轴的实体尺寸的前提下，首先在VC下利用UG/Open API提供的大量函数进行编程，生成一∗.dll 文件，然后在UG下运行这个文件，便可以生成一个弧焊机器人的整体或者是某一个轴的模型．以焊枪为例，给出了其程序，如下所示：static void do_ugopen_api_gunADD(void)·520·天津大学学报第42卷第6期{UF_FEATURE_SIGN GA = UF_NULLSIGN； //挂钩中部连接长方体UF_FEATURE_SIGN GA1 = UF_POSITIVE； //挂钩上部长方体UF_FEATURE_SIGN GA2 = UF_POSITIVE； //挂钩回转体double blockGA1_orig[3] = {-40.0，-545.0-y，z-815.0}；//挂钩长方体的中心char ∗blockGA1_len[3] = {"80"，"15"，"80"}； //挂钩长方体的三边长度tag_t blkGA1_obj；UF_CALL(UF_MODL_create_block1(GA1，blockGA1_orig，blockGA1_len，&blkGA1_obj))；.........UF_CALL(UF_MODL_create_revolution1(generatorsS，7，trim_dataS，body_limitS，offsetsS，originS，false，true，originS，directionS，gun1，cylT_obj_id，&objectsS，&obj_countS))；}将以上程序在VC中进行编译，编译后生成一∗.dll文件，在UG中执行这个文件，可以生成焊枪的模型，如图3所示．图3焊枪的模型Fig.3Model of blowtorch运用同样的方法，可完成MOTOMAN-HP6型弧焊机器人各个模块的实体模型．由于篇幅所限，在此不再对各个模块程序的编写过程进行赘述．2.2 弧焊机器人各模块三维模型的装配当把弧焊机器人所有的模块通过程序“绘制”出以后，需要对这些零件模块进行装配．装配过程是在装配中建立部件之间的引用关系的过程[13]．在UG NX4.0系统中，常用的装配方式有两种：①自底向上的装配，即预先设计好部件几何模型，再将模型添加到装配中，这种装配方法应用较为广泛；②自顶向下的装配，即先创建一个新的组件，再在此组件中建立几何对象．然而，在实际操作中，两者可以组合使用．因为各个零件的复杂程度不一样，所以装配关系也不尽相同，用户可以选择任意一种情况．一般来讲，通常选用比较复杂的一个零件作为父部件，通过这个父部件连接多个子部件．一旦各个零件之间建立了装配关系，随动关系也同时建立，即父部件运动时，可以带动其他的子部件一起运动．此系统可以使任何复杂的零件之间实现装配，并且如果用户指定了一个错误的父部件时，部件的正确运动方式就会自动进行调解，以保证模型能够正确的运动．机器人的装配模型如图4所示．图4机器人的装配模型Fig.4Assembly model of robot3 弧焊机器人的运动仿真当把机器人的各个模块进行装配，形成一个完整的弧焊机器人实体模型以后，便可以进行三维图形的运动仿真．但是在进行运动仿真以前，首先定义大地为刚体，作为其他运动连杆的参照．文献[14]认为，机构是一组连接在一起运动的连杆的集合．就本研究而言，弧焊机器人就是由若干个连杆组成的机构．首先，对MOTOMAN-HP6型弧焊机器人主体运动特点及其自由度进行分析．由于机器人主体部分的运动较为复杂，按其运动属性将机器人主体分为7个部分(基座以及6个轴)，并应用简单的几何实体体素(回转体以及长方体)进行模拟，7个独立部分的组装配合完成机器人主体6个运动轨迹的组合，即6个自由度的组合．各部分具体名称及其运动分析如表2所示．2009年6月冯胜强等：基于UG的弧焊机器人模型装配与运动仿真 ·521·表2机器人主体建模各部分及其运动分析Tab.2Parts of robot solid model and motion analysis建模名称运动方式函数名称基座基座相对于大地在水平面内静止do_ugopen_api_base()S轴S轴相对于基座中心线在水平面内旋转do_ugopen_api_robot1()L轴L轴一端与S轴装配并可相对S轴在竖直面内摆动do_ugopen_api_robot2()U轴U轴与L轴另一端装配并可相对于L轴在竖直面内摆动do_ugopen_api_robot3()R轴R轴可绕U轴的水平轴线旋转do_ugopen_api_robot4()B轴B轴一端与R轴装配并可相对于R轴在竖直面内摆动do_ugopen_api_robot5()T轴T轴相对于B轴下端面中心轴线旋转do_ugopen_api_robot6()其次，创建连杆，选择弧焊机器人的各个刚体为连杆．根据弧焊机器人的实际运动情况，选择各个刚体为不同的连杆．再次，当连杆创建完以后，就需要在各个连杆之间创建运动付(joint)来约束相邻连杆的运动情况，每增加一个运动付，便会增加一次运动的约束．相比之下，创建运动付要比创建连杆复杂得多．因为，在创建运动付时要同时确定运动付的驱动类型，如无驱动(none)、恒定驱动(constant)、简谐运动驱动(harmonic)、通用运动函数驱动(general)和关节运动驱动(articulation)等．除此之外，还要定义运动付的类型，一般情况下，弧焊机器人模型基座(base)与大地(ground)之间的运动付类型是固定付(fixed)；弧焊机器人基座(base)与连杆之间以及各连杆之间均为旋转付(revolute joint)．最后，可以对模型进行多种仿真分析操作，用来直接观察弧焊机器人模型的运动情况．在UG中，如果把创建运动仿真(创建连杆、运动付和定义运动驱动)叫整个分析过程的前处理(pre-processing)阶段，那么运动模块解释ADAMS(嵌入式解算器)的输出数据文件，并转换成三维动画，这一过程就叫做后处理(post-processing)阶段[14]．本研究所采用的MOTOMAN-HP6型弧焊机器人的运动仿真图形如图5所示．图５中反映了整个弧焊机器人离线编程系统的主要设备，左下部位为变位机的模型．图5弧焊机器人运动仿真图形Fig.5Graphics of motion simulation of arc welding robot 4 结语运用UGNX4.0作为开发平台，VC++6.0为开发工具，建立了MOTOMAN-HP6型弧焊机器人的三维仿真模型．在建立模型的基础上，进行了弧焊机器人各个连杆的装配与运动仿真分析，从而提高了模型的精度，达到了提高工作效率的目的．对弧焊机器人进行装配与运动仿真的分析，为离线编程系统后续工作奠定了基础．参考文献：［1］唐新华，Paul Drews. 机器人三维可视化离线编程和仿真系统[J]. 焊接学报，2005，26(2)：64-68.Tang Xinhua，Paul Drews. 3D-visualized off-line pro-gramming and simulation system for industrial robots[J].Transactions of the China Welding Institution，2005，26(2)：64-68(in Chinese).［2］王志江，何广忠，高洪明，等. 基于SolidWorks的焊接特征建模系统[J]. 焊接学报，2006，27(4)：57-60.Wang Zhijiang，He Guangzhong，Gao Hongming，et al.Feature-based modeling system for welding on Solid-Works platform[J]. 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焊接机器人系统的运动学建模与优化

焊接机器人系统的运动学建模与优化自动化制造行业的不断发展，使得焊接机器人系统逐渐成为焊接工艺的重要代表和趋势。

在自动化生产过程中，焊接机器人系统起到了至关重要的作用。

它通过高度精准的控制和运动机制，确保了焊接过程的质量和稳定性。

但是，精准控制和动作机制是建立在焊接机器人系统的运动学模型之上的。

本文将从焊接机器人系统的运动学建模入手，探讨如何对其进行优化。

一、焊接机器人系统的运动学建模运动学建模是机器人控制领域的重要分支。

它包括了机器人的各种运动描述和运动规划，是机器人操作的基础。

对于焊接机器人系统而言，其运动学模型描述了焊接头在空间中的运动，包括位置、方向、角度等，这种模型能够直接影响操作程序的编写和控制系统的设计。

在焊接机器人系统中，常见的运动学描述方法有目标点、关节角度和欧拉角。

其中，目标点法是最通用的描述方法，用于描述操作焊接头所需要的绝对坐标。

根据目标点法的描述方式，需给出焊接头的目标位置、速度和加速度等各种信息。

关节角度也是一种常用的描述方法，适用于描述像机械手臂这样的多级链式机构。

欧拉角描述则是指在未知坐标系下的坐标描述方法，能够有助于理解三维坐标系的旋转和偏移规律。

二、机器人系统的优化方法1、轨迹优化在机器人操作的过程中，轨迹的优化是非常重要的一个方面。

它关乎到整个操作过程的时间和效率。

针对轨迹优化问题，通常有两种主要的解决方案。

一种是通过基于物理规律的方法来优化轨迹。

另一种是通过基于机器学习的方法来实现轨迹优化。

基于物理规律进行轨迹优化可以采用求解式或者几何约束方式进行计算。

求解式指的是根据物理规律，对焊接头的位置、速度和加速度等运动变量进行建模计算。

几何约束方式则是通过对焊接轨迹上任意两点之间进行优化，以达到更加精准的轨迹控制。

基于机器学习的方法则是通过训练和学习，从大量历史数据中寻找最优的演化路径。

这种方法能够根据实际情况自适应地调整和优化轨迹，显著降低了计算时间和复杂度。

2、优化控制算法在焊接机器人系统运行的过程中，优化控制算法是至关重要的。

机器人建模与仿真

机器人建模与仿真随着人工智能技术和机器人技术的不断发展，机器人在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。

而机器人建模与仿真技术作为机器人开发的重要一环，能够帮助工程师们更好地理解和设计机器人系统。

本文将探讨机器人建模与仿真的原理、方法和应用。

一、机器人建模机器人建模是指将机器人系统的物理特性、动力学等信息抽象成数学或逻辑模型的过程。

机器人建模可以分为几何建模和动力学建模两方面。

几何建模是指对机器人的形状、结构和位置进行描述和建模的过程。

通过几何建模可以确定机器人的坐标系、连杆长度、关节角度等信息。

常见的几何建模方法包括DH法、变换矩阵法和齐次变换法等。

动力学建模是指研究机器人系统的运动学和动力学特性，并建立相应的数学模型。

运动学描述了机器人系统的位置、速度和加速度之间的关系，而动力学则研究了机器人系统的力、力矩和质量分布等因素对机器人系统运动的影响。

常用的动力学建模方法有拉格朗日动力学和牛顿-欧拉动力学等。

二、机器人仿真机器人仿真是指利用计算机模拟机器人系统的运动和行为的过程。

通过仿真，工程师可以在不进行实际硬件搭建的情况下，对机器人系统的性能进行评估和优化。

机器人仿真可以分为离线仿真和在线仿真两种形式。

离线仿真是在计算机上对机器人系统进行仿真和测试的过程。

通过离线仿真，可以预测机器人系统在不同场景下的性能，包括运动能力、灵活性和稳定性等。

离线仿真往往利用高级编程语言和建模工具进行，如MATLAB、Simulink和SolidWorks等。

在线仿真是指将仿真过程与实际硬件连接起来，实时监控机器人系统的状态并进行控制的过程。

在线仿真操作所使用的工具和技术包括传感器技术、机器人操作系统和网络通信等。

在线仿真可以更加真实地反映机器人系统的行为和性能。

三、机器人建模与仿真的应用机器人建模与仿真技术在机器人系统的设计、控制和优化中起到了重要的作用。

以下是机器人建模与仿真在几个典型应用领域中的应用示例：1. 工业机器人：工业机器人用于自动化生产线上的重复性任务，如焊接、喷涂和装配等。

机器人建模与仿真

机器人建模与仿真1. 介绍机器人建模与仿真是现代机器人技术领域中的重要研究方向，通过模拟机器人的行为和性能，可以在设计和开发阶段对机器人进行评估和优化。

本文将深入探讨机器人建模与仿真的原理、方法和应用，为读者提供全面的了解和参考。

2. 机器人建模2.1 机器人建模概述在进行仿真之前，首先需要对机器人进行建模。

机器人建模是将实际物理系统转化为数学或计算机可处理的形式。

常见的方法包括几何、动力学、力学、控制等方面的建模。

2.2 几何建模几何建模是将实际物体转化为几何形状的过程。

在机器人领域中，常用的几何表示方法包括点云、CAD等。

点云是通过激光雷达等传感技术获取到物体表面上一系列点的坐标信息，并通过算法处理得到物体表面形状。

2.3 动力学建模动力学建模是描述物体运动过程中受到外力作用下运动状态变化规律的数学描述。

在机器人领域中，常见的动力学建模方法包括欧拉-拉格朗日方法、牛顿-欧拉方法等。

通过动力学建模，可以准确描述机器人在不同环境下的运动行为。

2.4 力学建模力学建模主要研究机器人在受力作用下的变形和应变。

通过材料力学和结构力学的理论，可以对机器人进行强度和刚度等方面的分析。

在机器人设计中，合理的力学建模可以提高机器人系统的稳定性和可靠性。

2.5 控制建模控制建模是描述机器人系统控制过程中输入输出关系的数学描述。

常见的控制方法包括PID控制、状态空间法等。

通过对控制系统进行建模，可以设计出合适的控制策略来实现期望的运动和行为。

3. 仿真技术3.1 仿真技术概述仿真技术是指通过计算机对实际物理系统进行虚拟仿真实验，以验证、评估和优化设计方案。

在机器人领域中，仿真技术广泛应用于算法验证、行为规划、路径规划等方面。

3.2 基于物理引擎的仿真基于物理引擎的仿真是通过模拟物理规律来模拟机器人的行为。

常见的物理引擎包括ODE、Bullet、PhysX等。

通过物理引擎，可以模拟机器人在不同环境中的运动、碰撞等行为，为机器人设计和控制提供仿真环境。

利用SOLIDWORKS实现焊接机器人设计和仿真

2014年第12期47焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。

根据国际标准化组织（ISO）工业机器人术语标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，具有生产效率高且产品品质稳定，劳动力成本低廉，操作环境好等优点，主要用于工业自动化领域。

随着社会的发展，我国已经出现了人口老龄化，劳动力成本不断上升。

随着国内外机械行业竞争的不断加剧，对产品的质量要求更严格，焊接方式也急需由传统的手工焊接逐渐由传统的人工焊接转变向机器人焊接。

国外厂商如FANUC、OTC、ABB和KUKA等对焊接机器人的研究较早，已经形成了系列化产品并投放占领大部分的国内外市场份额。

国内在近几年才开始进行机器人技术的研究，起步较晚，机器人的性能和技术都和国外厂商有一定的差距。

因此，国内市场也需要在借鉴国外同类型焊接机器人优点的基础上，立足于现有的加工制造业水平，从解决实际问题的角度出发，研究开发出满足中小企业实际需要的经济型可靠型焊接机器人。

SOLIDWORKS2014是由美国SOLIDWORKS公司研究开发的基于造型的三维机械设计软件，其特点是易学易用，在企业内部推广成本低，SOLIDWORKS Motion是嵌在SOLIDWORKS中的运动仿真模块，依托其强大的运动分析功能，能比较精确地对焊接机器人进行工件运动位置及运动参数的计算，并以动画的形式计算出虚拟现实的动画演示，能很直观地解决六自由度焊接机器人的运动规律问题。

通过建立虚拟仿真环境进行机器人的仿真实验研究，可以大幅度降低实验成本，提高实验效率，在运动状态下进行运动仿真，能有效地检查机器人本体结构设计的合理性等，对实际样机的设计具有重要的参考和指导价值。

一、机器人本体结构设计1.机器人设计参数根据各种工况，焊接机器人可设定不同的运行程序，在工作状态中兼备高速动态响应和良好的低速稳定性的优点，在控制性能方面可以实现连续轨迹控制和点位控制。

机器人建模与仿真算法

机器人建模与仿真算法机器人技术近年来得到了长足的发展，其应用已经渗透到了各行各业的许多领域。

在工业自动化、医疗服务、农业生产等方面都可以看到机器人的身影。

机器人的建模与仿真算法是其中非常重要的一环，通过对机器人进行建模和仿真，可以有效地优化设计并提高性能。

在的研究中，一个关键的问题是如何选择合适的建模方法。

在建模过程中，可以采用多种不同的方法，比如几何建模、物理建模、控制系统建模等。

每种方法都有其优缺点，需要根据具体的需求和应用场景来选择合适的方法。

几何建模主要关注机器人的外部几何形状和结构，可以帮助工程师更好地理解机器人的外观和尺寸。

物理建模则更加关注机器人的内部结构和运动规律，通过建立物理模型可以更准确地预测机器人的运动和响应。

除了建模方法的选择，仿真算法的设计也是机器人建模与仿真研究中的关键问题。

仿真算法可以帮助工程师验证设计方案、优化参数，并在实际制造之前进行预测和测试。

常用的仿真算法包括有限元分析、多体动力学仿真、控制系统仿真等。

这些算法可以模拟机器人在不同条件下的运动行为、力学特性和控制效果，为工程师提供重要的参考信息。

另外，机器人建模与仿真算法的研究还需要考虑到机器人的特殊性。

不同类型的机器人在结构、控制方式、应用场景等方面都有很大的差异，因此需要针对具体机器人的特点设计相应的建模和仿真方法。

比如，工业机器人通常需要考虑到高精度、高速度的运动控制，而服务机器人则更注重与人类的交互和智能化。

针对不同类型的机器人，需要设计不同的建模与仿真算法，以满足其具体需求。

另一个重要的研究方向是机器人的感知与认知能力。

随着人工智能技术的不断发展，机器人在感知和认知方面也取得了很大进展。

通过激光雷达、摄像头、传感器等装置，机器人可以获取周围环境的信息，并通过感知算法进行处理和分析。

这些感知数据可以帮助机器人更准确地理解周围环境，并做出相应的决策和行动。

在认知能力方面，机器人可以通过机器学习算法不断优化自身的智能化水平，提高在复杂环境下的适应能力。

机器人建模与仿真算法

机器人建模与仿真算法引言机器人建模与仿真是现代机器人技术中的核心内容之一。

借助建模与仿真技术，可以实现对机器人的动力学、运动控制、感知系统等进行全面的分析与验证，从而为机器人的开发与应用奠定坚实的基础。

本文将从机器人建模与仿真的基本原理开始，介绍常用的机器人建模方法和仿真算法，并讨论目前该领域中的研究进展和应用前景。

一、机器人建模方法1. 几何建模法几何建模法是机器人建模中最基础的方法之一。

该方法通过对机器人的几何结构进行建模，来描述机器人在空间中的位置、姿态等信息。

常用的几何建模方法有欧拉角表示法、四元数表示法和转移矩阵表示法等。

这些方法主要应用于描述机器人的位姿和运动学关系。

2. 动力学建模法动力学建模法是机器人建模中的另一重要方法。

该方法通过运动学和动力学的方程来描述机器人的运动和力学行为。

机器人的运动学可以通过关节坐标和连接关系来描述，而动力学则进一步研究机器人的力学特性和运动学关系之间的关系。

常用的动力学建模方法有拉格朗日方程法、牛顿-欧拉方程法等。

3. 变分原理建模法变分原理建模法是机器人建模中较为复杂的方法之一，也是研究机器人动力学的重要手段。

该方法利用变分原理，将机器人的动力学方程转化为能量最小化的问题，从而求解出机器人的轨迹和运动规律。

常用的变分原理建模方法有哈密顿原理、哈密顿-雅可比原理等。

二、机器人仿真算法1. 刚体仿真算法刚体仿真算法是机器人建模与仿真中常用的算法之一。

该算法基于刚体动力学理论，通过对机器人的质量、转动惯量等物理特性进行建模，模拟机器人在力和力矩作用下的运动行为。

常用的刚体仿真算法有欧拉方法、中点法、龙格-库塔方法等。

2. 运动学仿真算法运动学仿真算法是机器人建模与仿真中的另一重要算法。

该算法基于机器人的运动学方程，模拟机器人的运动轨迹和关节角度等运动特性。

常用的运动学仿真算法有正向运动学算法、逆向运动学算法等。

3. 动力学仿真算法动力学仿真算法是机器人建模与仿真中复杂但重要的算法之一。

高速焊接机器人导轨系统的动力学建模与仿真分析

高速焊接机器人导轨系统的动力学建模与仿真分析导言高速焊接机器人在现代工业中扮演着重要的角色。

为了实现高质量的焊接效果，机器人的导轨系统需要具备良好的动力学性能。

本文旨在对高速焊接机器人导轨系统的动力学特性进行建模与仿真分析，以揭示其运动规律和优化潜力。

1. 动力学建模在进行动力学建模前，我们需要确定所使用的坐标系以及机器人的运动自由度。

一般来说，高速焊接机器人导轨系统使用笛卡尔坐标系，并具有6个自由度，即三个平移自由度和三个旋转自由度。

1.1 运动学模型根据机器人的结构和运动衔接，我们可以推导出机器人的运动学方程。

通过测量机器人末端执行器的姿态和位移，可以得到机器人的位姿和关节角度。

1.2 动力学模型基于运动学模型的基础上，我们可以推导出机器人的动力学方程。

动力学模型描述了机器人在外部力或扭矩作用下的运动特性。

对于高速焊接机器人来说，由于其导轨系统是其动力学特性影响最为明显的部分，我们将重点分析导轨系统的动力学行为。

2. 仿真分析为了验证动力学模型的准确性并深入了解高速焊接机器人导轨系统的运动规律，我们进行了仿真分析。

2.1 建立仿真模型基于前文中推导得到的动力学模型，我们使用仿真软件建立了高速焊接机器人导轨系统的仿真模型。

在仿真模型中，我们考虑了导轨系统的质量、摩擦力、惯性等因素，并模拟了焊接过程中的外部力。

2.2 分析仿真结果通过对仿真模型的运行，我们可以获取导轨系统的关键动力学参数，如加速度、速度和位移等。

同时，我们还可以观察到导轨系统在高速焊接过程中的振动情况以及其他可能的不稳定因素。

3. 结果讨论基于仿真结果，我们可以对高速焊接机器人导轨系统的动力学特性进行深入讨论。

3.1 运动规律分析通过分析导轨系统的位移曲线和速度变化曲线，我们可以了解到机器人在运动过程中的加速度变化情况。

同时，我们还可以通过分析姿态变化曲线来研究机器人的稳定性和运动轨迹。

3.2 振动控制优化通过观察仿真结果中的振动情况，我们可以针对性地对导轨系统进行优化。

机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容

机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容选题理由：随着技术的发展和人们对生产的要求，越来越多的工厂将焊接过程自动化，机器人焊接工作站将成为未来工业生产中必不可少的设备。

相比传统的焊接工艺，机器人焊接具有更高的精度、更低的耗能和更优良的焊接效果，是当今各种工业生产中不可或缺的一种新型设备。

本次选题，我们将研究机器人焊接工作站的设计与仿真，具体内容如下：一、机器人焊接工作站的设计：1.焊接机器人的类型选择：根据焊接工作的具体条件，选择合适的机器人，考虑其精度、运动能力及安全性等因素，确定最佳的设计方案；2.焊接机器人的结构设计：设计合理的机器人结构，避免变形，保证机器人焊接时能够达到预期的效果；3.焊接机器人的控制系统设计：定义机器人的动作模式，设计合理的控制系统，使机器人能够实现意图控制；4.焊接机器人的安全性设计：分析可能出现的危险因素，设计安全保护措施，以避免出现意外意外。

二、机器人焊接工作站的仿真：1.建立机器人的动力学模型：基于机器人结构和控制系统的设计，利用动力学原理构建机器人的动力学模型；2.建立机器人的仿真模型：利用虚拟仿真技术，利用机器人的动力学模型构建机器人的仿真模型；3.进行机器人焊接仿真：针对不同的焊接工况，进行机器人焊接仿真，对比实验，调试机器人的控制参数，调整机器人结构以及安全措施等；4.进行机器人可靠性仿真：利用虚拟仿真技术，利用机器人的动力学模型，考虑不同的外部环境条件，进行可靠性仿真，确定机器人的安全和可靠性。

以上就是机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容。

本选题的目的是在利用虚拟仿真技术研究机器人焊接工作站的可行性，进而确保机器人焊接工作站的安全性、精准性和可靠性。

利用SOLIDWORKS实现焊接机器人设计和仿真_何杏兴

2014年第12期47焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。

随着社会的发展，我国已经出现了人口老龄化，劳动力成本不断上升。

随着国内外机械行业竞争的不断加剧，对产品的质量要求更严格，焊接方式也急需由传统的手工焊接逐渐由传统的人工焊接转变向机器人焊接。

国外厂商如FANUC、OTC、ABB和KUKA等对焊接机器人的研究较早，已经形成了系列化产品并投放占领大部分的国内外市场份额。

国内在近几年才开始进行机器人技术的研究，起步较晚，机器人的性能和技术都和国外厂商有一定的差距。

焊接机器人的建模与仿真

XI’A N TECHNOLOGICAL UNIVERSITY考核科目：机电系统仿真技术学生所在院（系）：机电工程学院学生所在学科：机械制造及其自动化考核题目：焊接机器人的建模与仿真学生姓名：贾川学生学号：1402210034学生班级：S14020012015年1月3日焊接机器人的建模与仿真以焊接机器人为例，介绍在ADAMS环境中进行模型建模和约束的添加，以及对建立好的模型进行仿真分析，对模型进行优化。

1 模型分析焊接机器人（如图1所示）由底座、躯干、肩构件、手臂、手腕、机械手六部分构成，各个构件由旋转副联接。

本焊接机器人有5个自由度，可以完成对复杂空间位置的工件的焊接工作。

图1 焊接机器人模型如图所示，机械手的位置由这些构建间旋转副旋转角度决定，每个旋转副将添加旋转驱动，并由电脑程序控制它们的远动。

在本章的实例中将介绍怎么在ADAMS 2013中模拟焊接机器人的工作，进行运动学仿真，并测量机械手焊接点的位置变化曲线。

2 创建模型2.1 启动ADAMS并设置工作环境（1）启动双击桌面上ADAMS/View的快捷图标,打开ADAMS/View。

在欢迎对话框中选择“新建模型”，在模型名称栏中输入：welding_robot ；在重力名称栏中选择“正常重力（-全局Y轴）”；在单位名称栏中选择“MMKS –mm,kg,N,s,deg”。

如图3所示。

图3 adams 启动设置界面图图4 网格参数设置对话框（2）设置工作环境对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。

在ADAMS/View菜单栏中，选择设置下拉菜单中的工作格栅命令。

系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X和Y分别设置成1000mm和1000mm，间距中的X和Y都设置成25mm。

然后点击“确定”确定。

如图4所表示。

用鼠标左键点击选择（Select）图标，控制面板出现在工具箱中。

用鼠标左键点击动态放大（Dynamic Zoom）图标，在模型窗口中，点击鼠标左键并按住不放，移动鼠标进行放大或缩小。

焊接机器人导轨的动力学建模与仿真分析

焊接机器人导轨的动力学建模与仿真分析焊接机器人在现代制造业中扮演着重要的角色，它的高效率和高精度帮助企业提升了生产效率。

而焊接机器人导轨作为机器人运动的基础，对其动力学建模和仿真分析具有重要意义。

本文将从动力学建模和仿真分析两个方面探讨焊接机器人导轨的特点和方法。

一、焊接机器人导轨的动力学建模焊接机器人导轨的动力学建模是研究该系统运动特性的基础。

首先，我们需要了解焊接机器人导轨的结构和工作原理。

焊接机器人导轨主要由导轨、导轨车、焊接枪等组成，其运动是通过电动机驱动，并受到各种力和力矩的作用。

为了建立动力学模型，我们需要考虑以下几个方面：1. 运动学模型：根据导轨的几何形状和焊接机器人导轨的运动自由度，建立运动学模型，描述焊接机器人导轨的位置和姿态。

2. 动力学模型：考虑电动机和摩擦力的作用，建立动力学模型，描述焊接机器人导轨的加速度和速度。

3. 控制系统：考虑到焊接机器人导轨要完成各种任务，需要设计相应的控制系统，包括轨迹规划和控制算法等。

二、焊接机器人导轨的仿真分析仿真分析是验证动力学模型的有效手段，通过仿真可以观察焊接机器人导轨在各种工况下的运行情况，对系统性能进行评估和改进。

在进行仿真分析时，我们可以考虑以下几个方面：1. 运动轨迹分析：通过仿真分析，观察焊接机器人导轨在不同的运动轨迹下的运动情况，包括速度、加速度和位移等，以及对应的电机功率和摩擦力。

2. 系统响应分析：仿真分析可以模拟焊接机器人导轨在不同外部力和力矩作用下的响应情况，观察系统的稳定性和鲁棒性，并做出相应的改进。

3. 能耗分析：通过仿真分析，可以评估焊接机器人导轨的能源消耗情况，为节能和性能优化提供参考。

通过动力学建模和仿真分析，我们可以更好地理解焊接机器人导轨的运动特性，并对系统进行优化改进。

这不仅可以提高焊接机器人导轨的运动精度和稳定性，还可以降低能源消耗，提高生产效率。

综上所述，焊接机器人导轨的动力学建模和仿真分析对于提高焊接机器人导轨的运动性能和系统可靠性具有重要意义。

机器人建模与仿真技术研究

机器人建模与仿真技术研究Introduction机器人建模与仿真技术是近年来快速发展的一项技术，主要用于了解机器人的结构、性能及其在不同情境下的表现。

该技术广泛应用于机器人研发、测试和应用环节，大大提高了机器人的设计、生产和维护效率。

本文将从机器人建模与仿真的基本原理、技术方法以及应用场景等方面进行研究。

Principle of Robot Modeling and Simulation机器人建模是通过将机器人的结构、参数和运动约束等信息转换为计算机模型，实现对机器人外观和动作的可视化表达。

基于仿真技术对机器人进行分析，可实现机器人在各种场景下的运动、决策和结果。

因此，机器人建模是进行仿真技术研究的前提，同时也是机器人应用场景中的必要步骤。

机器人的建模与仿真的核心是机器人建模和仿真软件及相关算法技术。

Robot Modeling Techniques机器人建模分为几何建模和基于物理学的建模两个方面。

其中几何建模技术是利用三维计算机图形学知识，实现对机器人的截面、视角、线条和纹理等几何特征的描述，以呈现出一系列的图像或动画。

基于物理学的建模则是根据机器人的结构、物性和动力学特征等数据，采用动力学模型进行计算，并通过数值解方法或实验方法模拟机器人在不同条件下的表现。

现有的机器人建模技术中常用的软件模拟工具有3DES、SolidWorks、Matlab、ADAMS等等。

Robot Simulation Techniques机器人仿真是通过计算机模拟技术，模拟机器人在现实情境下的运动、决策和结果。

为了更好地实现模拟，需要将机器人的关节、动力学参数、气压、重心、传感器和控制器等信息与对应的物理式子相结合运用。

机器人仿真的核心是仿真算法，包括静态和动态仿真和多体动力学仿真等不同的技术方法。

在仿真过程中，还需要设计不同的实验环境，以观察机器人的不同特性及其应用表现。

现有的机器人仿真技术中常用的仿真软件有Arena、SimMechanics、Simulink、V-Rep等等。

焊接机器人数字孪生模型构建与演化共3篇

焊接机器人数字孪生模型构建与演化共3篇焊接机器人数字孪生模型构建与演化1焊接机器人是一种具有高精度和高效率的自动化设备，广泛应用于制造业。

数字孪生技术是一种将实际物理系统和虚拟模型紧密耦合的技术，可以为机器人的设计、优化和控制提供有力支持。

本文将从焊接机器人数字孪生模型的构建和演化两个方面进行探讨。

一、数字孪生模型构建数字孪生模型的构建涉及到多个环节，包括系统建模、数据采集、模型搭建等。

1. 系统建模焊接机器人系统可以分为机械、电气、软件三个方面进行建模。

机械方面主要包括机器人结构、轴运动、焊枪、夹具等部件的建模；电气方面主要包括电机、传感器、控制器等设备的建模；软件方面主要包括控制算法、运动规划等方面的建模。

2. 数据采集数据采集是数字孪生模型构建的重要环节，可以通过传感器、摄像头等设备采集机器人的运动轨迹、焊接参数等数据。

通过对数据的分析和处理，可以为模型的构建提供有力支持。

3. 模型搭建基于系统建模和数据采集，可以搭建相应的数字孪生模型。

其中，涉及到多个技术方面，包括机器学习、数值仿真、多物理场耦合等方面。

二、数字孪生模型演化数字孪生模型的演化主要包括两个方面，即模型演进和数据集丰富。

1. 模型演进数字孪生模型的演进是指随着机器人的使用和改进，对模型进行不断扩展和改进。

例如，机器人的运动控制算法进行了更新，可以更新模型中的算法部分；机械结构发生了变化，需要更新模型中的机械部分等等。

2. 数据集丰富数据集的丰富是指在机器人的使用过程中，不断采集和积累数据，用于优化数字孪生模型。

例如，针对不同的焊接材料和焊接参数，采集相应的数据，可以为数字孪生模型的优化提供有力支持。

总的来说，数字孪生技术为焊接机器人的设计、优化和控制提供了有力支持，但也需要不断地对数字孪生模型进行优化和改进，以适应机器人不断发展的需求。

焊接机器人数字孪生模型构建与演化2随着智能制造技术的不断发展，焊接机器人已经成为现代制造业中不可缺少的一部分。

“慧鱼”工业机器人的三维实体建模及仿真

兰州交通大学毕业设计（论文）“慧鱼”工业机器人的三维实体建模及仿真摘要工业机器人作为现代制造技术发展的重要标志之一和新兴技术产业，已为世人所认同，并正对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生了重要影响。

本设计从工业机器人的发展为引线，阐述了工业机器人以及焊接机器人的发展和应用现状，分析介绍了焊接机器人系统的组成、特点和发展趋势。

然后以德国“慧鱼”焊接工业机器人模型为基础，并对其所有模型零件进行了系统的测绘和记录，并运用美国参数技术公司开发的以参数化设计著称的产品设计软件Pro/E对“慧鱼”焊接工业机器人模型的零件逐一地进行了三维建模，再运用Pro/E装配对零件进行了装配并对工业焊接机器人模型的三维实体模型进行了仿真和部分的应力结构分析。

关键字：慧鱼创意组合；工业机器人；焊接机器人；Pro/E；三维仿真。

“fisher” industry robot'sthree dimensional entity modelling and simulationabstractThe industrial robot takes one of important symbols in modern technique of manufacture development and the emerging technological industry, has been widely recognized by the whole world, and is in all areas of modern high-tech industries as well as the lives of the people had a major impact. The design of the development of industrial robots from the lead, industrial robots, and described the development and application of welding robots, analyzed describes the composition of the welding robot system, characteristics and trends . Then the German industrial robots welding Fischertechnik model, and its parts all models of the system mapping and records, and using technology developed by the U.S. argument for parametric design software, product design, known for Pro / E on Fischer model of industrial robots welding the parts one by one carried out three-dimensional modeling, and then use Pro / E assembly of parts and assembly of industrial welding robot model three-dimensional solid model simulation and structural analysis of some of the stress.Key words:fischertechnik creative combined ；Industry robot; The welds robot; Pro/E;Three dimensional simulation目录1绪论 (1)1.1工业机器人的发展与应用 (1)1.1.1工业机器人的发展及应用领域 (1)1.1.2工业机器人的国内外发展现状及趋势 (3)1.2焊接机器人的应用与展望 (4)1.2.1焊接机器人的发展历程 (4)1.2.2焊接机器人的应用和技术现状 (5)1.2.3焊接机器人的发展趋势 (5)1.3. Pro/ENGINEER软件系统 (7)1.3.1 Pro/ENGINEER系统概况及特点 (7)1.3.2 软件应用状况及影响 (8)1.3.3用该软件建立三自由焊接机器人零件的特点 (8)2 “慧鱼”焊接工业机器人的工作原理解析 (9)2.1慧鱼焊接工业机器人的整体设计思路 (9)2.2 “慧鱼”焊接工业机器人的工作原理 (9)3 “慧鱼”工业机器人 (12)3.1慧鱼创意组合模型的概况及运用 (12)3.2 “慧鱼”机器人的基本构件和用法 (13)3.2.1慧鱼的特点 (13)3.2.2 基本构件 (15)3.3 “慧鱼”常用机构和拓展设计 (20)4 “慧鱼”工业焊接机器人模型的建模及虚拟运动仿 (24)4.1 零件建模 (24)4.1.1 建立标准件 (24)4.1.2 参数化建模 (25)4.1.3 建立三自由度工业焊接机器人模型零件库 (26)4.2 三自由度工业焊接机器人模型装配 (26)4.3 运动仿真 (30)致谢 (33)参考文献 (34)兰州交通大学毕业设计（论文）1绪论1.1工业机器人的发展与应用1.1.1工业机器人的发展及应用领域工业机器人是一种典型的光、机、电一体化高科技产品，一般指在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。