焊接科创团队进行机器人仿真

2018年8月27日至28日，山东大学材料科学与工程学院“管板焊接机器人三维定位”暑假科技创新社会实践团队继续来到山东大学焊接实验室，开始了为期两天的焊接机器人运动仿真建模的实验。

27日上午9点许，团队全体成员开始了对仿真模拟前的准备计算。经过查询相关资料，实践团队决定用D-H法来表示焊接机器人，所谓的D-H法也就是以关节和连杆为基本单元来对机器人的结构进行简化描述的方法。首先分别用一个参考坐标系来表示每一个关节，其次确定相互连接的每两个关节的坐标系之间的变换关系，最后求出每个变换矩阵叠加后的总体变换矩阵。由于此次仿真的焊接机器人有6个自由度，计算难度偏大，以至于直到下午6点实践团队才完成了这一阶段的计算。

晚饭后实践团队对白天的计算结果进行了整理记录，于晚上8点开始了管板焊接轨迹规划的计算。即在构建的空间中，对焊接机器人的运动轨迹是基于直角坐标系的空间网络中进行的，通过研究每个关节角度转动的插值函数来规划最佳的轨迹路径。实践团队在计算时所采用使用的插值函数属于三次多项式，10名成员历时两个小时，实践团队终于把待焊接管板的尺寸位置信息求解完成。

由于27日实践团队已把数据全部求解出来，故28日上午实践团队直接进行了基于OpenGL的机器人仿真建模，成员分工合作使用Visual C++6.0环境进行程序的开发。于28日下午5点，团队终于实现了利用OpenGL进行的管板焊接模拟。模拟时实践团队在不同角度观察了管板焊接模拟程序的过程，发现模拟结果基本符合要求。

经过两日对焊接机器人的模拟实验，整个团队不仅计算了新松机器人的D-H模型，还对管板焊接所需要行走的圆形轨迹进行了轨迹规划，编写了焊接机器人的仿真程序，还实现了管板焊接过程的动画仿真。本次实验提高了成员解决实际问题的能力，并且对管板焊接过程起到了验证作用和参考作用，对于实际生产过程具有指导意义。

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