焊接机器人运动学分析

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出机器人本体运动学逆解，从而得到机器人末端空间位姿。最后，通过试验分析，给出了机器人焊接系统整体运动方程。该方程为后
续的焊缝轨迹规划提供可依据的数学模型，也为开展更深层次的机器人焊接系统智能化研究提供了可靠的运动学依据。关键词：焊接机器人
焊接机器人运动学分析
聂晓波。等
焊接机器人运动学分析
ＫｉｎｅｍａｔｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＷｅｌｄｉｎｇＲｏｂｏｔ
聂晓波陈丕碑
（内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特０１００５１）
摘
要：为了研究焊缝轨迹跟踪的方法，以实验室专用ＨＰ．６焊接机器人系统为对象，对该机器人焊接系统进行了运动学分析。通过
建立机器人焊接系统坐标系，导出机器人本体运动学方程和焊丝端头工具矢量齐次变换矩阵。接着，分析了焊接系统闭环运动学，求
中图分类号：１４２
机器人位姿
运动学分析
坐标系
齐次变换
文献标志码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｗｅｌｄｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｗｉｔｈｄｅｄｉｃａｔｅｄＨＰ一６ｗｅｌｄｓｅａｍｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍａｓｏｂｊｅｃｔ，ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｉｓ
ｒｏｂｏｔｗｅｌｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆｈｅｔｒｏｂｏｔｗｅｌｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｉｎｂｏｄｙｏｆｒｏｂｏｔａｎｄｖｅｃｔｏｒｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｗｉｒｅｅｎｄｔｏｏｌａ：ｒｅｄｅｒｉｖｅｄｉｒｆｓｔｙ．Ｔｈｅｎ。ｔｈｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｌｙａｚｅｄｔｏｓｏｌｖｅｉｎｖｅｒｓｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｒｏｂｏｔｍａｉｎｂｏｄｙ，ｔｈｕｓｔｈｅｓｐａｃｅｐｏｓｅｏｆｒｏｂｏｔｅｎｄｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｌａａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｗｅｌｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｇｉｖｅｎｉｆｎａｌｌｙ，ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｗｅｌｄｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｐｌａｎ；ａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｂａｓｉｓｆｏｒｄｅｅｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｏｂｏｔｗｅｌｄｓｙｓｔｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＷｅｌｄｉｎｇｒｏｂｏｔＲｏｂｏｔｐｏｓｅＫｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｌｙａｓｉｓＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ
０ Fra Baidu bibliotek 引言
Ｍｏｔｏｍａｎ机器人公司生产的ＨＰ一６机器人是一种
使直线形焊缝表面与机器人的腰关节（即ｓ轴）和大臂关节三轴线（即轴）处于同一水平高度，且机
器人初始位姿时的铅垂对称面与直线形焊缝中心线处
６自由度旋转关节通用机器人．其作为技术成熟的第二代通用型工业机器人，在国内外汽车制造和机械加