首先,对工业机器人国、内外的发展状况做了介绍,并简单分析了FANUC R2000iB型机器人的本体结构,给出了该型号机器人技术参数。其次,对机器人控制系统的控制结构和控制方案进行设计。采用BOSCH6000焊接控制器,通过BOSCH 6000编程软件进行参数设定,来驱动机器人机构完成期望的运动和操作。分析了FANUC R2000iB型机器人控制系统的硬件结构,包括R30iA控制器、伺服驱动系统模块、DeviceNet Interface通讯模块、输入/输出模块、示教盒控制系统等。伺服控制的*终对象是机器人关节,我们设计电流环、速度环、位置环控制,应用模糊PID实现对非线性复杂系统的控制。

采用模块化的结构形式设计了机器人控制系统软件的主要模块,主要包括程序指令模块以及状态监控模块,另外介绍了FANUC机器人的轨迹规划和离线编程技术,基于三次和五次多项式插值轨迹规划,我们提出七次多项式插值轨迹规划算法,并得出个关节轨迹路径,另外基于7段S曲线加减速算法进行笛卡尔空间轨迹规划。再次,针对该项目对机器人的焊接作业任务要求,为确保在时间节点内完成任务,对点焊机器人进行了路径规划分析,为了控制系统的可靠性和稳定性,我们应用机器人离线编程及仿真软件ROBOGUIDE,实现对实际环境的模拟仿真,包括工作环境的建立、三维模型的载入以及仿真环境的布局。

在模拟TP上进行离线编程,仿真结果说明焊接过程无碰撞,短时间内焊接轨迹*优;然后应用到现场进行调试,能很好地完成零件的焊接,该程序还方便了现场调试人员。机器人控制系统及仿真系统的研究和设计为机器人焊接过程质量控制的实现奠定了基础。

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