三维空间激光软钎焊机械臂装备及其逆运动学求解

来源：机床与液压杂志2025年第17期北京时间：

作者：石伦，曹鹏彬，张聪，李健轲，叶冬

单位：武汉工程大学机电工程学院；武汉工程大学，智能产线装备湖北省工程研究中心；武汉工程大学机电工程学院；武汉工程大学，智能产线装备湖北省工程研究中心；武汉工程大学机电工程学院；武汉工程大学，智能产线装备湖北省工程研究中心；武汉工程大学机电工程学院；武汉工程大学，智能产线装备湖北省工程研究中心；武汉工程大学机电工程学院；智能制造装备与技术全国重点实验室

摘要：针对传统激光软钎焊装备仅适用于平面PCB焊接的局限性，提出一种面向三维空间焊接的激光软钎焊机械臂解决方案。将激光软钎焊与机器人技术结合构建系统框架，并对机械臂结构进行分析。采用旋量理论建立正运动学模型，并构建逆解问题目标函数。采用改进牛顿-拉夫森法进行逆运动学分析，通过引入信赖域法以及初值迭代方法对算法进行改进。最后，在MATLAB中进行正逆运动学仿真验证。结果表明：改进算法在求解速度上相比牛顿-拉夫森法算法提升约82.35%，求解位姿误差保持在1×10-6 mm以下，验证了改进算法对激光软钎焊机械臂逆运动学求解的有效性以及优越性。

关键词：激光软钎焊机械臂;逆运动学;旋量理论;牛顿-拉夫森法

基金资助：智能制造装备与技术全国重点实验室开放基金项目（IMETKF2024025）；武汉工程大学研究生教育创新基金项目（CX2023239）