4.4 Conclusion

For improving traditional path planning effects, intelligent algorithms are used to realize effective path planning. Besides GA and PSO, the partition PSO and GA- PSO are proposed and compared. Simulation results show that when the number of welding joints increases to a certain level, partition PSO shows advantage over basic PSO. However, for the path planning of few welding joints, the superiority is not reflected. The hybrid GA-PSO proposed in this paper combines the advantages of both GA and PSO, and the persity of particles in PSO is greatly increased. Hence, the global search capability of PSO has been greatly enhanced. Simulation results show that the result of GA-PSO is the best among all the algorithms, and it is not affected by the number of welding joints. In future research work, other criteria, such as the least time consuming, the minimum deformation, and the minimum energy consumption will be considered in path  optimization.

Acknowledgments The authors appreciate the support of Shanghai Natural Science Foundation (14ZR1409900), Key Program for the Fundamental Research of Shanghai Committee of Science and Technology (12JC1403400), and National Major Scientific Instruments Equipment Devel- opment Project (2012YQ15000105).

摘要：为了满足焊接大规模工件的要求，焊接机器人设计有9个运动接头和6个自由度。 采用两组宏观和微观运动机构实现大行程和高定位精度。 焊接轨迹在笛卡尔空间中被粗略地教导，并且在焊接机器人的运动学模型的接合空间中计划接头的运动。 提出了宏观和微观关节的运动控制的方法，用于焊缝跟踪的稳定性和精度。 实验结果验证了焊接机器人和控制系统的机制的有效性。

毕业论文关键词：焊接机器人，运动控制，目视伺服，焊接自动化。

1.简介

大型工件焊接的装置和智能技术广泛应用于机械制造业，特别是压力容器和管道建设。现在焊接工业常用的装置包括焊接操纵器，滚子，定位机，滚筒机，特殊焊接机器人和焊接机器人站等。对于大型工件焊接，装置通常采用龙门结构或基于步行机构，结合其他辅助机制。关于焊接技术，自动埋弧焊接广泛应用于大型工件焊接，其高生产率和高质量。随着设备制造和控制技术的发展，焊接装置具有机械最大化和精度[1]。有一些显着的趋势，越来越多的应用具有高精度和可靠性的焊接机器人，以及将数字智能控制技术应用于用于极端制造的先进控制系统。

虽然越来越多的焊接机器人和先进的控制技术已经被引入到焊接工业中，但是对于大型工件在机械和控制中的焊接仍然存在一些挑战，其中包括具有高定位精度的机器人的大工作空间，控制器，多轴协调运动控制和宏微运动控制。

首先，焊接操纵器通常结构的机架[3]和步行机构[4]的大型工件焊接。提出了锅炉管道焊接的特定机制[5]。在工件焊接的过程中，需要具有长行程和高精度的机构用于焊缝。这提高了焊接设备的成本，因此自动焊接的应用受到限制，特别是对于焊接制造的小型企业。其次，焊接机器人的控制器设计用于特定的设备，因此难以满足控制器的通用性和开放性的需要。 Xu为标准工业焊接机器人系统SIASUN-GRC [6]设计了一个实时开放式机器人控制器，并且应进一步研究焊接操纵器的一般机器人控制器。与精确的教学和离线编程相比，基于少量粗略的教学点，方便在线跟踪控制。第三个问题是宏观和微观机制的协调运动控制，以确保焊缝跟踪过程的稳定性和精度。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

本文的其余部分组织如下。首先，在第2节中介绍了焊接机器人的机构结构，并且计算了机器人的运动学模型。然后，系统功能和控制架构在第3节中描述。在第4节中，开发了机器人运动的教学和规划方法，并给出了宏观和微观机制协调的运动控制。焊缝跟踪的实验进行验证焊接机器人和控制系统的机制的有效性第5节。最后，本文结束在第6节。