引言：

        隨(sui)著制造業的快(kuai)速發(fa)展，焊(han)接(jie)技術(shu)在各個領域(yu)的應用(yong)越來(lai)越廣泛。然而，傳統的手工焊(han)接(jie)存在著效(xiao)(xiao)率低、質量難以保(bao)證等(deng)問(wen)題(ti)。為(wei)了解決這些問(wen)題(ti)，自(zi)動(dong)化焊(han)接(jie)技術(shu)逐漸成為(wei)焊(han)接(jie)領域(yu)的研究熱點。自(zi)動(dong)化焊(han)接(jie)機器人由(you)于其高效(xiao)(xiao)、精確的特點，被(bei)廣泛應用(yong)于焊(han)接(jie)生產線中。

        然而，在一些特殊的焊接環境中，如異型環縫焊接，傳統的焊接機器人往往無法滿足要求。由于焊縫形狀復雜、加工面狀態變化多端，傳統機器人很難實時跟蹤焊縫，并保持焊頭始終垂直于加工面。為了解決這一問題，本文提出了一種自動跟蹤異型環縫焊接機器人，通過機械(xie)臂和滾(gun)輪架實現移動(dong)(dong)，并在機械(xie)臂末端設置了(le)焊(han)縫自動(dong)(dong)跟(gen)蹤系統。

機器人結(jie)構與工(gong)作原理(li)：

        該自動跟蹤異型環縫焊接機器人由(you)機(ji)器(qi)人底座(zuo)、機(ji)器(qi)人移動(dong)(dong)(dong)(dong)馬達、機(ji)械臂和滾(gun)輪架組成。機(ji)械臂的(de)末(mo)端(duan)(duan)(duan)設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)有(you)(you)焊(han)縫自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)系統，包(bao)括定(ding)位(wei)模塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)、行動(dong)(dong)(dong)(dong)模塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)和焊(han)接(jie)模塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)。定(ding)位(wei)模塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)通過機(ji)器(qi)人末(mo)端(duan)(duan)(duan)連接(jie)軸(zhou)與機(ji)械臂連接(jie)，實時(shi)獲取加工面(mian)狀態信息。上下浮動(dong)(dong)(dong)(dong)滑(hua)板(ban)下端(duan)(duan)(duan)設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)有(you)(you)行動(dong)(dong)(dong)(dong)模塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)，減速(su)電(dian)機(ji)設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)在(zai)減速(su)機(ji)固(gu)定(ding)板(ban)的(de)后(hou)側，減速(su)機(ji)固(gu)定(ding)板(ban)的(de)前側通過擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)板(ban)旋轉軸(zhou)可旋轉地設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)有(you)(you)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)板(ban)。電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)滑(hua)板(ban)固(gu)定(ding)板(ban)的(de)另一端(duan)(duan)(duan)固(gu)定(ding)設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)有(you)(you)焊(han)接(jie)模塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)，焊(han)槍外套設(she)(she)(she)有(you)(you)焊(han)槍角度調整塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)，焊(han)槍角度調整塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)有(you)(you)焊(han)縫檢測裝置(zhi)(zhi)。

        在工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi)，定位模塊(kuai)實時(shi)獲取加(jia)(jia)工(gong)面狀態信息(xi)，并(bing)將其傳輸給行動(dong)(dong)模塊(kuai)。行動(dong)(dong)模塊(kuai)根據加(jia)(jia)工(gong)面狀態信息(xi)，控制機械臂的(de)移動(dong)(dong)，使(shi)焊(han)頭(tou)始終垂直于加(jia)(jia)工(gong)面。同時(shi)，焊(han)接模塊(kuai)負責(ze)焊(han)接操(cao)作(zuo)(zuo)，通過(guo)焊(han)槍角度調整塊(kuai)和(he)焊(han)縫檢測裝置，保證焊(han)接的(de)準確性(xing)和(he)穩(wen)定性(xing)。

實(shi)驗驗證：

        為驗證(zheng)自動(dong)跟(gen)(gen)蹤(zong)異型環縫焊(han)接(jie)(jie)機(ji)器(qi)人的性能，本文進行了(le)(le)(le)一系(xi)列實驗。首先，利用不(bu)同形狀的焊(han)縫進行了(le)(le)(le)焊(han)接(jie)(jie)實驗，結果表明該機(ji)器(qi)人能夠準確地(di)跟(gen)(gen)蹤(zong)焊(han)縫，并實現高質(zhi)量的焊(han)接(jie)(jie)。其次(ci)，通過對比手工焊(han)接(jie)(jie)和(he)機(ji)器(qi)人焊(han)接(jie)(jie)的結果，發現機(ji)器(qi)人焊(han)接(jie)(jie)具有(you)更高的焊(han)接(jie)(jie)速(su)度和(he)更穩定的焊(han)接(jie)(jie)質(zhi)量。最后，對機(ji)器(qi)人焊(han)接(jie)(jie)的參數進行了(le)(le)(le)優化，進一步提升了(le)(le)(le)焊(han)接(jie)(jie)質(zhi)量。

結論：

        本文設計了一種自動跟蹤異型環縫焊接機器人，通過機械(xie)臂和滾(gun)輪(lun)架實(shi)現移動，并在機械(xie)臂末端設置了焊縫自動跟蹤系(xi)統。該(gai)(gai)機器(qi)人能(neng)夠實(shi)時跟蹤加(jia)工面(mian)狀(zhuang)態，使焊頭(tou)始終(zhong)垂直于加(jia)工面(mian)，從而(er)顯著提升了自動化焊接加(jia)工的質量。實(shi)驗結(jie)果(guo)表(biao)明，該(gai)(gai)機器(qi)人具(ju)有較高的焊接速度和穩(wen)定性，適(shi)用于異型環(huan)縫焊接領(ling)域(yu)。

        未來研究(jiu)方向包括進(jin)一(yi)步提(ti)升機器人(ren)的(de)(de)自(zi)動跟蹤能力，改(gai)進(jin)焊接模塊的(de)(de)穩(wen)定性，以(yi)及探索(suo)機器人(ren)在其他焊接領域的(de)(de)應用。