收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

4自由度直角坐标焊接机器人控制系统设计

周洁  
【摘要】:随着近年来经济的飞速发展,工业机器人被广泛的应用到各个领域。由于焊接环境恶劣,使得工业机器人在焊接领域的应用更加广泛。然而,目前使用的焊接机器人以通用工业机器人为主,主要用于完成复杂的焊接任务,对于焊缝种类单一的焊接任务产生了功能浪费。通用工业机器人的价格较高,增加了产品的生产成本。针对这个实际问题和市场的巨大需求,本文设计了4自由度直角坐标焊接机器人的控制系统。 首先,本文对交流伺服系统和直流伺服系统以及集中控制方式和集散控制方式分别进行了比较;针对4自由度直角坐标焊接机器人的工业用途设计了控制系统的总体方案;根据总体方案对交流伺服电机和线性模组进行了选型及校核。 其次,本文建立了d-q坐标系下的永磁同步电机的数学模型,并通过状态方程对其进行了电流反馈解耦;针对解耦后的电机模型,本文运用调节器的工程设计方法,对焊接机器人Z轴交流伺服系统的电流环、速度环和位置环进行了调节器设计;在Matlab/simulink中搭建了Z轴的交流伺服控制系统仿真模型,实现了不同速度给定下的位置阶跃响应的仿真;利用MFC编写了G代码轨迹模拟软件,使得G代码文件使用前操作者即可检验其生成轨迹的正确性。 最后,搭建了4自由度直角坐标焊接机器人样机的控制系统;探讨了实物接线中提高控制系统的抗干扰方法;利用实验样机进行了大量实物的焊接实验,从而检验控制系统的稳定性及定位精度等。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TG409;TP242

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴林;张广军;高洪明;;焊接机器人技术[J];中国表面工程;2006年S1期
2 周青苗,李钟明,张立峰;稀土永磁无刷直流电机性能分析[J];电工技术杂志;1998年01期
3 谭一炯;周方明;王江超;黄志杰;;焊接机器人技术现状与发展趋势[J];电焊机;2006年03期
4 宋金虎;;我国焊接机器人的应用与研究现状[J];电焊机;2009年04期
5 段锦程;石永华;俞国庆;梁斌;;基于ARM的机器人自动焊接控制系统[J];电焊机;2011年07期
6 倪文乞;顾希渭;;稀土永磁同步电机发展前景概述[J];电机技术;1991年02期
7 田逸;张茂青;T. A. Lipo;;基于MATLAB的交流永磁同步电机解耦控制研究[J];电气传动自动化;2009年03期
8 李静;程小华;;永磁同步电机的发展趋势[J];防爆电机;2009年05期
9 高仕红;熊云槐;;一种精确的永磁同步电机数学模型及仿真模型的研究[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2008年03期
10 姚河清,陈亚政,孟庆芹;现代焊接技术发展的现状及展望[J];河海大学常州分校学报;2004年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 成立;张静;倪雪梅;周洋;张雷;王振宇;;用于光通信系统的BiCMOS F/V转换器[J];半导体光电;2009年06期
2 刘志红;高洁;姜飞;薛龙;;焊接机器人光电跟踪CCD传感系统的优化设计[J];北京石油化工学院学报;2010年01期
3 陈海秀;戴栋;王海俊;;新型机器人控制器在焊接系统中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2012年04期
4 李田科;赵修平;于登忠;罗木生;;发射装置随动系统控制器的设计与仿真[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年11期
5 张瑞华,樊丁;低碳钢氩弧焊焊剂的研制[J];材料开发与应用;2001年05期
6 张瑞华,樊丁,尹燕,雷继军;不锈钢高效氩弧焊焊剂的研制[J];材料开发与应用;2002年02期
7 张正兵;李晓娜;;机器人在焊接中的应用[J];电焊机;2008年06期
8 张龙华;;焊接机器人在现代工业生产中的应用[J];电焊机;2009年04期
9 夏旭新;;焊接机器人在工程中的应用[J];电焊机;2011年05期
10 杜武;;焊接设备的市场需求及分析[J];电焊机;2012年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 马蓉;李春亮;覃剑;;焊接机器人在工程机械制造中的应用与研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 张东卫;王建强;高锋;王建辉;李北群;成二辉;王志强;;焊接机器人在海洋工程行业的应用探索[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年
3 张瑞华;樊丁;顾玉芬;;低碳钢A-TIG焊的活性剂研制[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
4 陈强;孙振国;;弧焊技术发展现状[A];与时俱进 追求卓越——中国机械工程学会焊接学会四十周年、中国焊接协会十五周年纪念文集[C];2002年
5 何忠洪;;CINRAD雷达开关电路的电磁干扰问题探究[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S1第五届气象综合探测技术研讨会[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张顺善;双丝间接电弧焊电弧特性及熔滴过渡研究[D];山东大学;2010年
2 宁宇;基于数字化工厂的轿车地板焊装线的混流设计与规划[D];吉林大学;2011年
3 赵宏革;基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D];大连海事大学;2011年
4 申俊琦;基于激光视觉传感的CO_2横焊焊缝图像处理研究[D];天津大学;2010年
5 冯胜强;基于UG的弧焊机器人离线编程与统计方法的焊接质量判定[D];天津大学;2010年
6 张瑞华;活性焊接法及熔深增加机理的数值模拟研究[D];兰州理工大学;2005年
7 何广忠;机器人弧焊离线编程系统及其自动编程技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 叶建雄;旋转电弧传感焊枪倾角检测及水下焊缝跟踪技术研究[D];南昌大学;2007年
9 张兆栋;镁合金活性焊接研究[D];大连理工大学;2007年
10 李慨;基于视觉传感管道焊接机器人跟踪系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王旭;基于弧长控制的摆动电弧焊缝跟踪传感器及偏差处理方法的研究[D];湘潭大学;2010年
2 戴贤青;电动车动力电池仿真系统的研究与设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 程伟德;复杂环境自主移动焊缝跟踪机器人控制系统研究[D];南昌大学;2010年
4 莫立东;基于Nios Ⅱ的焊接摆动器伺服系统设计[D];沈阳大学;2010年
5 孙静;药芯焊丝填充率在线测量系统研究[D];电子科技大学;2010年
6 杨磊;耦合电弧AA-TIG焊接法及焊枪研制[D];兰州理工大学;2011年
7 王风涛;滤清器专用弧焊机器人本体结构设计与动力学分析[D];兰州理工大学;2011年
8 殷进省;调速永磁同步电动机的设计与优化[D];广东工业大学;2011年
9 方雅;肘杆式伺服曲柄压力机动力学仿真与实验研究[D];广东工业大学;2011年
10 吴一祥;永磁直线同步电机伺服控制系统的研究[D];广东工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴数;高效稀土永磁电机的开发与应用[J];节能与环保;2002年11期
2 林尚扬;我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J];船舶工程;2005年S1期
3 刘会杰;张九海;熊志强;;脉冲MIG焊熔滴过渡最佳方式的控制[J];金属科学与工艺;1992年Z1期
4 孙绪新,周寿增;稀土永磁电机的开发与应用[J];磁性材料及器件;2005年05期
5 邓智泉,严仰光;无轴承交流电动机的基本理论和研究现状[J];电工技术学报;2000年02期
6 田淳,胡育文;永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究[J];电工技术学报;2002年01期
7 刘国海,孙玉坤,张浩,赵文祥,沈跃;基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制[J];电工技术学报;2005年09期
8 高仕红;;补偿铁耗影响的永磁同步电机矢量控制[J];电气应用;2007年01期
9 梁明,王国荣,石永华,刘桑;焊缝自动跟踪系统中的智能控制[J];电焊机;2000年08期
10 毛鹏军,黄石生,薛家祥,王秀媛;弧焊机器人焊缝跟踪系统研究现状及发展趋势[J];电焊机;2001年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈荣;永磁同步电机伺服系统研究[D];南京航空航天大学;2005年
2 何广忠;机器人弧焊离线编程系统及其自动编程技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱志强;焊接机器人示教系统开发及基于图像的示教新方法研究[D];浙江大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;焊接自动线和焊接机器人[J];机械制造文摘(焊接分册);2009年05期
2 华祥惠,吴江;国外焊接技术及其最新开发动向[J];焊接技术;1994年02期
3 徐文山,刘建国,宦继和,张亮;焊接机器人在摊铺机生产中的应用[J];工程机械;2002年10期
4 ;2008年《电焊机》 2008年系列征文活动之六——焊接机器人与先进焊接装备[J];电焊机;2008年03期
5 卢本;;汽车工程焊接机器人应用概述(二)[J];现代焊接;2005年02期
6 侯建伟;武亚鹏;;中厚板焊接机器人在推土机后桥箱上的应用[J];金属加工(热加工);2011年14期
7 李志彬;日本NKK焊接机器人和自动化焊接装备[J];造船技术;1995年02期
8 哈恩晶;焊接机器人的应用现状与发展趋势[J];机械工人.热加工;2004年05期
9 ;焊接自动线和焊接机器人[J];机械制造文摘-焊接分册;2005年04期
10 ;2009专题预告之——焊接机器人[J];电焊机;2008年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张东卫;王建强;高锋;王建辉;李北群;成二辉;王志强;;焊接机器人在海洋工程行业的应用探索[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年
2 侯建伟;武亚鹏;;焊接机器人出现气孔的排查方法及解决措施[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 马蓉;李春亮;覃剑;;焊接机器人在工程机械制造中的应用与研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 聂福全;;焊接机器人在起重机械关键零件焊接中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
5 柳长春;郑军;吴峰;潘际銮;;移动式焊接机器人焊缝跟踪控制研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 李庆;孟基海;王蕾;;焊接机器人在长安汽车股份公司的应用及存在问题[A];与时俱进 追求卓越——中国机械工程学会焊接学会四十周年、中国焊接协会十五周年纪念文集[C];2002年
7 蒋力培;焦向东;薛龙;李明利;王军波;孙振国;陈强;;球罐焊接机器人光电跟踪系统研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
8 张涛;李则婷;陈善本;;移动焊接机器人轨迹规划[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
9 戴光平;;摩托车焊接专机及焊接机器人技术经济刍析[A];重庆汽车摩托车、焊接、涂装学术研讨会文集[C];2000年
10 蒋力培;焦向东;薛龙;李明利;;球罐高效自动焊关键技术研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 柏凡露;机器人型钢切割填补焊接机器人空白[N];黑龙江经济报;2011年
2 记者  苏菁;昆山民企清华设研究所[N];苏州日报;2006年
3 广言;大宇成功研发LNG船用焊接机器人[N];中国船舶报;2008年
4 金恭;“鸟巢”工程机器人显身手[N];建筑时报;2006年
5 杜伟伟;江苏科大开展焊接机器人装备攻关[N];中国船舶报;2008年
6 于洋;智能焊接机器人完成高难项目[N];科技日报;2007年
7 贾浩波冯文华;绍兴建筑业使上“机器人”[N];中国建设报;2007年
8 陈庆华 袁新华;大型构件水下焊接机器人入选“863”计划[N];中国船舶报;2008年
9 曹勇周铮;“昆山Ⅰ号”正在申报8项专利[N];新华日报;2007年
10 予言;现代重工加大船用新品研发力度[N];中国船舶报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜宏旺;接管焊接机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 罗雨;海底管道铺设焊接机器人系统研究[D];北京化工大学;2012年
3 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
4 任福深;基于PC+DSP模式的管道插接专用焊接机器人系统研究[D];北京工业大学;2009年
5 蔡广宇;弧焊机器人运动位姿精度与焊缝图像处理技术研究[D];华中科技大学;2009年
6 刘立君;遥控焊接力觉遥示教技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 梁志敏;遥控焊接机器人任务空间的三维重建研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 陈希章;基于双目视觉的弧焊机器人焊缝三维信息获取研究[D];上海交通大学;2007年
9 刘松国;六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D];浙江大学;2009年
10 张连新;基于多智能体技术的机器人遥控焊接系统研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周洁;4自由度直角坐标焊接机器人控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2013年
2 郑祥格;空间复杂焊缝焊接机器人设计及其控制系统研究[D];浙江大学;2012年
3 张孝;两轮差速驱动三轮移动焊接机器人机构设计与仿真[D];南昌大学;2013年
4 许卫斌;6自由度焊接机器人运动控制与实现[D];江南大学;2013年
5 王红波;基于网络的焊接机器人信息传输方法研究[D];南昌大学;2010年
6 赵永;圆形管道焊接机器人技术研究[D];合肥工业大学;2012年
7 林前程;焊接机器人应用于微型汽车车身制造的研究[D];吉林大学;2011年
8 杜保舟;移动焊接机器人无线控制方法研究[D];南昌大学;2012年
9 兰春良;焊接机器人的本体设计及其精度分析[D];燕山大学;2013年
10 陈国明;轮足组合越障全位置自主焊接机器人的虚拟样机设计与分析[D];上海交通大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026