于 洋，徐桂鹏，景卜卜

(西安科技大学机械工程学院，西安 710054)

0 引言

工业机器人广泛应用于喷涂、焊接和搬运等工作场景，能够极大地提高生产效率、降低人工成本，将工业机器人应用于零部件的焊接加工，可以保证零部件有良好的内外部质量和较高的焊接精度。若使用工件固定的机器人焊接系统，则受到机器人奇异点和关节角运动范围的限制，导致焊枪无法以较优的位姿沿空间曲线运动，甚至产生干涉。因此，建立自由度更多的协作焊接工作站，可适应复杂焊缝的焊接任务。同时采用离线编程还可减少机器人编程时间、避免产生干涉、有效提高编程效率。

目前已有许多学者针对机器人协作运动系统展开研究，主要集中在坐标系标定[1]、运动学求解[2]、轨迹规划[3-4]和控制策略[5-6]等方面。文献[7]通过数学关系式描述了焊缝与焊枪坐标系的联系，探讨了双机器人协作焊接的轨迹规划。文献[8]优化了双机器人协作焊接作业的轨迹，在满足焊接工艺要求以及良好的焊接效果的情况下，以双机器人关节角的变化总量最小为目标函数进行运动学求解。文献[9]分别基于反向传播算法和径向基神经网络算法对多臂协作焊接机器人进行逆运动学求解，并分析了两种神经网络算法在求解效果上的优劣。由于多机器人协作焊接系统存在结构复杂、成本较高的问题。文献[10]基于UG二次开发出变位机/机器人协作焊接工作站，利用弗莱纳-雪列矢量理论对曲线焊缝进行离散化处理，完成阀体密封面的空间曲线焊接加工，但采用的仿真方法需要进行二次开发；……