【正文】 所以，焊接路徑規(guī)劃可分成兩步：? 第一步是最小化焊槍姿態(tài)偏離理想姿態(tài)的程度（ 工具級規(guī)劃 ）? 第二步是最優(yōu)化弧焊機器人系統(tǒng)各關節(jié)運動的平穩(wěn)性（ 機器人級規(guī)劃 ） 111第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術弧焊機器人系統(tǒng)運動的平穩(wěn)函數 式中：優(yōu)化模型：112第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術焊接工件特征建模機器人焊接參數規(guī)劃弧焊機器人路徑規(guī)劃任務級編程執(zhí)行級編程113第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術程序編寫與編輯命令解釋焊接工件特征數據庫焊接參數規(guī)劃器機器人路徑規(guī)劃輔助規(guī)劃任務級編程程序程序轉化路徑用戶界面 執(zhí)行級編程程序任務級離線編程器的結構 114演講完畢，謝謝觀看！。焊接路徑規(guī)劃的 目標是實現最佳焊接質量 。 焊接參數分類 焊前準備參數（焊接方法，焊絲等）焊接過程參數（電流，電壓等）107第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術u焊接參數規(guī)劃器的結構108第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術u基于 RBR和 CBR的焊前準備參數規(guī)劃模塊RBR － RuleBased ReasoningCBR – CaseBased Reasoning109第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術u基于 CBR和 ANN的焊接過程參數規(guī)劃模塊ANN Artificial Neural Network110第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術弧焊機器人路徑規(guī)劃技術： 焊接路徑規(guī)劃是指在焊接過程中確定實現最佳焊接質量的弧焊機器人系統(tǒng)各路徑點處的各關節(jié)值。在任務級離線編程中，利用以人工智能技術為基礎的焊接參數規(guī)劃器自動確定焊接參數，將有效地提高機器人編程的效率和質量。 這里假定一個接頭由兩個板相連，而一個板上則可以連接多個接頭。103第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術u焊接工件數據模型 在實際焊接結構中，焊板由焊接接頭以一定順序相連接，并且由于不同形式的焊接接頭（如對接、角接等等）都有其固定的分類和描述位置形狀的參數，這使得焊接連接與裝配連接有相同之處。裝配特征是指記錄焊板之間相對位置和拓撲關系的一組特征（如板號、板之間的面和邊，對應的關鍵點等）。接頭特征包括形式特征、焊縫特征和裝配特征等。由于在弧焊機器人離線編程系統(tǒng)中，焊接工件的特征模型需要為后續(xù)的焊接參數規(guī)劃、機器人路徑規(guī)劃模塊提供充分的設計數據和加工信息，所以特征是否全面準確地得到定義與劃分，就成了直接影響后繼程序使用的一個重要問題。這同其它 CAD/CAM系統(tǒng)面臨的問題是一樣的，因此必須進行焊接工件的特征建模。因此，機器人弧焊任務級離線編程需要如下支撐技術：? 焊接工件特征建模技術? 焊接參數規(guī)劃技術? 弧焊機器人路徑規(guī)劃技術 101第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術焊接工件特征建模技術： 對于任務級的離線編程系統(tǒng)，不僅要得到工件幾何模型，還要得到工件的加工信息（如焊縫位姿、板厚、材料和坡口等等）。 與執(zhí)行級離線編程相比，任務級離線編程要用 更抽象 的編程命令編程。 碰撞檢測列表的結構 碰撞檢測列表對話框 99第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術 碰撞檢測結果 焊槍與工件發(fā)生碰撞 傳感器與變位機發(fā)生碰撞 100第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術任務級弧焊機器人離線編程系統(tǒng)（哈工大田勁松等人） 近年來，機器人離線編程技術發(fā)展迅速，逐漸向自動編程方向發(fā)展，出現了任務級離線編程（ Task Level OLP） 概念，它采用更高級的指令系統(tǒng)，用戶只需要輸入簡單的命令，即可完成編程工作，例如用戶發(fā)出 “ 焊接零件 A”的指令，系統(tǒng)便會自動生成零件 A上的焊縫軌跡，根據零件的材料及結構形式，自動給出焊接工藝參數等，并自動轉換成機器人控制程序。因此，需要提供一種記錄用戶指定的可能發(fā)生碰撞的部件的功能。在機器人工作單元中，有眾多個部件，如果每兩個部件之間都進行碰撞檢測，則每一步碰撞檢測將花費相當長的時間。MOPL程序程序轉換模塊 特定的機器人程序程序轉換模塊的作用95第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術自定義的九自由度機器人程序的基本格式2 P ASX 引弧標志及焊接參數設定 AE 熄弧標志 END 程序結束標志 序號 運動方式代碼 機器人關節(jié)角 變位機關節(jié)角 機器人速度 變位機時間96第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術MOPL文件機器人類型機器人程序進度顯示程序轉換器結構程序轉換器的界面97第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術機器人程序轉換實例98第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術碰撞檢測模塊：碰撞檢測是機器人離線編程系統(tǒng)的必要功能之一。? ProgramStart， 編程開始? $Device， 指定當前設備? $Motype， 指定當前運動類型? $Speed， 指定當前運動速度? MoveTo， 工具移動到某一標簽點? MoveHome， 設備移動到零位? MoveJoint， 移動設備的某個關節(jié)? MoveJoints， 移動設備的多個關節(jié)? MoveAlong， 工具沿某條路徑移動? MoveVia， 經中間標簽點移到目標標簽點? OrientTag， 變位機標簽點? MoveRelative， 工具以笛卡爾方式相對移動? //，注釋語句 執(zhí)行級離線編程器93第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術程序實例：ProgramStart $Device= robot$Speed= MoveJoints To MoveTo seam_1$Motype= Straight$Speed= MoveAlong seam From 2 To 16$Motype= JointMoveHome94第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術程序轉換模塊：通過離線編程器編制的 MOPL程序只能在離線編程系統(tǒng)內進行仿真，不能直接下載給機器人。 MOPL是一種解釋性的語言，可對系統(tǒng)圖形進行實時操作。因此，路徑功能使離線編程的效率比示教編程的效率高得多。由于路徑屬于部件，所以路徑將與部件一起運動。91第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術 路徑功能是離線編程的一大特點，使得機器人工具的運動過程能可視的記錄下來，以便于用戶的編輯，也可保存相應位置點的工藝參數。路徑分為普通路徑和焊接路徑，普通路徑只記錄機器人運動過程，而在焊接路徑中，標簽點還要記錄其性質如起弧點、熄弧點等，以及焊接參數。標簽點圖形是由三個互相垂直的一定長度直線、標簽點名稱以及 X、 Y、 Z字符組成，不隨用戶觀察視點變化，便于用戶觀察與利用。89第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術建立的工作單元實例部件裝配成設備的流程圖90第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術路徑模塊： 首先引入 標簽點 （ Tag Point） 的概念?？傮w結構：ARX程序建模模塊運動仿真路徑模塊編程模塊圖形示教程序轉換碰撞檢測標定模塊AutoCAD 2023用戶界面動畫生成程序上載88第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術建模模塊： 離線編程系統(tǒng)中的建模模塊要完成以下幾個方面的任務：? 部件建模；? 設備建模；? 工作單元設計和布置。誤差的校正： 離線編程系統(tǒng)中的仿真模型與實際機器人模型存在誤差，需要對這些誤差進行校正。利用通信接口可以把仿真系統(tǒng)所生成的機器人運動程序轉換成機器人控制器可以接受的的代碼。 利用相交部分的體積可以仿真力覺傳感器。 觸覺陣列的幾何模型分解成一些小塊，檢查每個幾何塊與物體間的干涉，確定接觸情況。在離線編程系統(tǒng)中，對這些傳感器進行建模并仿真是很重要的?？梢圆捎枚嗵幚砥骷夹g，通常采用單處理器分時操作（多任務系統(tǒng)）。83第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術并行操作： 有些場合常涉及到兩個或多個機器人同時完成一個作業(yè)，有時，既使一個機器人工作，也常需要和變位機、傳送帶等系統(tǒng)配合。還應該具備可達空間計算及碰撞檢測等功能。由于不同機器人廠家所采用的軌跡規(guī)劃算法差別很大，離線編程系統(tǒng)應對機器人控制器中所采用的算法進行仿真。要求與機器人控制器采用一致的逆運動學算法，或直接提供直角坐標給機器人控制器，由控制器進行逆運動學計算。若為獨立系統(tǒng)，應具備與外部 CAD文件的轉換接口。機器人及環(huán)境的建模： 這是離線編程的前提，必須構建機器人、夾具、零件和工具的三維幾何模型，最好直接采用零件和工具的 CAD模型。一般離線編程系統(tǒng)主要包括：? 用戶接口? 機器人及環(huán)境的建模? 運動學計算? 軌跡規(guī)劃? 動力學仿真? 并行操作? 傳感器仿真? 通信接口? 誤差校正81第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術用戶接口： 一般工業(yè)機器人提供兩個用戶接口：一個用于示教編程，另一個用于語言編程。80第二節(jié) 弧焊機器人離線編程技術機器人離線編程原理 如前所述，機器人離線編程是在一個虛擬的環(huán)境中對機器人進行編程。? 機器人程序下載 ：國外商品化系統(tǒng)都有多種機器