基于复函数控制的焊接机器人焊缝跟踪方法的研究

项目名称： 基于复函数控制的焊接机器人焊缝跟踪方法的研究

项目编号： No.51265034

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 陈海初

作者单位： 南昌大学

项目金额： 54万元

中文摘要： 以中厚板焊缝跟踪为研究对象，基于电弧传感，开展焊缝跟踪及随机不规则焊缝的自适应焊接控制方法的研究。首先开展机器人总体设计，建立其运动模型并进行运动学分析；在机器人各功能单元理论模型基础上，建立机器人各轴联动控制模型，开展各轴联动控制方法的研究；推导焊缝初始位置智能寻位理论模型并开展相应控制方法的研究，补偿焊缝因装配、安装所造成的初始位置误差；基于复函数G=AoCos(ωt)+ioBoSin(ωt+φ)，建立机器人焊枪摆动控制模型，推导焊缝跟踪与随机不规则焊缝的机器人自适应焊接控制模型，并开展控制算法的研究，以虚数单位i为智能控制因子，根据所采集的摆动焊接电弧变化引起的电流变化信号，自动判断i的取值，并自动调整焊枪摆幅、焊接速度等控制及焊接工艺参数，实现对宽窄随机变化焊缝的一致性焊接；基于FPGA开展嵌入式机器人控制系统的研究；开展外部扩展轴同步控制策略及多传感器信息融合控制方法的研究。

中文关键词： 焊接机器人；焊缝跟踪；电流传感器；复变函数；ARM控制器

英文摘要： It aims to carry out seam tracking research in middle-thickness board welding in this project bases on the arc sensor, and then to research the seam tracking control methods and self-adjusting welding control methods for width-narrow variety seam and random irregular seam. It firstly aims to design a welding robot (vehicle) structure, set up kinematic model and analyze the kinematic characteristics of the robot, set up theoretical model of each fuctional module, deduce the linkage control model of each driving axis of the robot, and then research the linkage control methods about each driving axis of the robot. Secondly, it will deduce the theoretical model of intelligent searching the initial position of seam, and then research on the control methods to realize the intelligent searching function, and solve the seam position error result from assemble error, fix error and others. Thirdly, it aims to set up the swift control model of the robot torch based on the complex variables functions G=AoCos(ωt)+ioBoSin(ωt+φ), and deduce out the seam tracking model and self-adjusting welding control model of the random irregular seam for the robot, and then carry out the control algorithm research of the robot, take imaginary number unit i as the control factor, make the robot automatically select the value of the factor i

英文关键词： welding robot；welding seam tracking；current sensor；complex variables functions；ARM controller