为了满足大尺寸工件焊接范围大、作业困难、尺寸规格多等工艺要求,设计了由六轴工业机器人本体与两个外部轴相组合的焊接工作站。工作站中机器人轨道行走系统作为第七轴,伺服变位机作为第八轴,由机器人控制柜同时控制,实现八轴协同焊接作业。机器人本体采用倒挂式安装在行走轨道上,使机器人重心时刻处于工件正上方,从而以最佳姿态焊接工件。调节伺服变位机从动端,适应不同尺寸工件的夹紧固定要求,实现多规格工件的柔性生产。文中介绍了该焊接工作站的组成、基本工作原理、多轴协同控制等内容。现场实际运行结果表明该工作站能够精准地实现多轴协同运动,较好地满足了大型工件对焊接工艺提出的高要求。

针对6R串联机器人运动学求解计算量大、传统方法求解困难以及涉及多解和奇异性等问题,在普吕克坐标系下描述了刚体运动,建立其四元数数学模型以及6R串联机器人运动学数学模型,求得6R串联机器人运动学逆解。建立工作站中机器人与变位机的协调联动算法模型,包括位置协调算法、速度协调算法以及姿态协调算法,最终得到机器人与变位机的控制程序。并且搭建焊接机器人工作站进行算法的实验验证。