本文针对自主研发的、具有开放式结构的“昆山一号”弧焊机器人控制器,研究在焊接系统中机器人的运动规划问题,主要包括弧焊机器人轨迹插补、机器人与变位机的协调运动、弧焊机器人的路径规划等。 本文用D-H方法建立了“昆山一号”机器人连杆坐标系,推导了运动学正逆解,并在此基础上,以使用方便为目的,不仅实现了常见了点到点、直线、圆弧这些插补方式,而且实现了样条曲线插补和多点笛卡尔坐标空间插补等新型插补方式,丰富了机器人的轨迹插补功能。这些插补算法在实际系统运行中,操作简单方便、机器人运行平稳。 针对焊接同步工作站中机器人和变位机的协调运动问题,本文从实际应用出发,运用运动学分析的方法,通过联合轨迹规划算法解决它们之间的协调运动问题,并给出了仿真结果。仿真结果表明联合轨迹规划算法能够有效地解决机器人和变位机之间的协调运动问题。 另外,本文根据弧焊机器人系统焊接场景时常变化的特点,在自主开发的三维图形化仿真平台上实现了快速的基于OBB的碰撞检测算法和启发式双向搜索概率路图法这种路径规划算法,并给出了仿真结果。仿真结果表明这两种算法具有良好的快速性和适应性。