张 艺， 夏志亭

(招商局邮轮制造有限公司，江苏 海门 226116)

0 引言

焊接是船舶制造过程中的重要工艺，其质量受焊接工艺人员技术水平、焊接设备性能和焊接效率等因素影响。直接采用人工焊接船舶桁材、船体甲板、格子间和舱室等大型钢结构件的方法，很难保证船体结构之间焊缝的品质。随着现代焊接技术的发展，利用焊接机器人对船舶桁材等大型结构体焊接成型的技术已相对成熟，并成功研制了支持点焊、弧焊等多种焊接方式的机器人自动焊接系统。对于焊接机器人的控制系统，已开发应用了多种示教编程方案，使得焊接机器人能按程序设定和轨迹规划高效施焊，进而便于控制焊接质量和效率。

本文利用嵌入式芯片S3C2410开发具有示教轨迹优化的焊接机器人智能控制系统，配置易于示教和人机交互的硬件装置，在嵌入式芯片S3C2410上植入实时操作系统uC/OS-II，并设计具有示教轨迹优化和焊接自动控制的嵌入式软件功能。

1 总体方案设计

船厂焊接机器人主要负责船舶桁材、船体甲板、格子间和舱室等大型钢结构件的焊接成型，所用的焊接机器人具有6个自由度，利用焊枪的摆动→伸缩→旋转使其由基点坐标转移到实际焊点位置。

进行焊接机器人与结构件夹具设计时，需要建立6个自由度焊接机器人的D-H坐标，由此写出基点坐标到实际焊点坐标的变换矩阵，再利用逆运动学分析求解各关节的转角，按焊接基点与实际焊点间的空间位置进行运动学仿真，进而直观表现目标夹具和焊点位置对应的焊接机器人运动状况。……