基于离线编程技术的工业机器人绘图系统研究

针对工业机器人绘图工作站现场编程绘图过程中示教点过多造成的耗时过长和示教精度不足的问题,提出了一种利用离线编程软件RobotStudio完成图形轨迹编程和调试的方案。利用RobotStudio软件将三维模型导入进行机器人工作站的布局,完成图形轨迹的创建、轨迹程序的上传以及程序调试,并现场编程示教机器人动作关键点,最终完成机器人绘图。实验表明,该方案可有效缩短绘图编程调试时间,提高绘图的精确性。     

面向复杂曲面加工的虚拟夹具辅助机器人示教编程研究

为解决面向复杂曲面加工的机器人示教编程中虚拟夹具构造困难、难以依据操作者意图自适应调整等问题,提出一种虚拟夹具离线构造和在线迭代更新的辅助机器人示教编程策略。采用示教曲面流形离线构造先验虚拟夹具，若先验虚拟夹具吻合待加工曲面，则利用弹簧阻尼系统对示教路径偏差进行在线补偿，否则通过虚拟夹具刚柔性自适应调整实现迭代修正。研究结果表明，由曲面流形构造虚拟夹具简单且具有泛化特性，提高了复杂曲面虚拟夹具构造效率；以正弦/风扇轨迹作为虚拟夹具辅助示教，能使辅助示教路径位置误差、姿态误差分别降低至少84%、81%，并能根据操作者意图自适应调整虚拟夹具以更加吻合目标曲面。     

基于宏程序的工业机器人手工加工编程设计

工业机器人常用编程方法有示教编程和离线编程两种,但鉴于示教编程依靠操作者观察编程很难获较高的加工精度,而离线编程受限于CAD建模的计算精度、CAM软件生成NC刀具轨迹时的逼近计算方法和机器人姿态等方面的影响,目前离线软件也很难获得较理想的加工效果;笔者基于宏程序数控加工的多年经验,通过对工业机器人RAPID指令的研究,采用宏程序高级语言的通用性功能,将宏程序移植到工业机器人加工中,提出了基于宏程序的工业机器人手工加工编程设计方法,并用实例分析和说明。     

基于激光测距的三维激光切割加工法矢获取系统

为提高激光加工中示教录返编程的精度和效率,克服原有系统在结构上的限制和操作上的不足,采用借机测量系统的概念,提出了基于激光测距的三维激光加工示教编程系统,通过保证三维曲面上点的精确测量来实现其所需加工信息的测量,并对三维曲面上自由轨迹的示教编程进行了详细的探讨。     

基于UG加工信息的工业机器人离线编程

针对复杂运动轨迹难以通过机器人示教精确获取的问题,提出了基于UG加工信息提取工业机器人离线编程运动轨迹的规划方法:利用CAD/CAM技术,通过模拟加工轨迹生成数控NC代码,并对加工代码进行处理,提取加工轨迹的坐标点等相关信息进行重组,从而转换为机器人可识别的数据格式,实现机器人运动轨迹的数字化设计。最后以Staubli工业机器人为例进行离线编程,并在其虚拟控制平台上进行了实验,实现了机器人运动轨迹数字化设计,提高了机器人运动控制编程效率。     

机器人喷涂轨迹计算与仿真

工业机器人因其灵活性、可编程以及低成本而在自动化喷涂应用中前景广阔。采用离线编程技术规划喷涂轨迹可以大大提高工件的喷涂效率,实现自动化喷涂作业。在分析了复杂曲面的喷涂轨迹规划涉及到的算法问题后,提出了一种基于球坐标的涂料沉积模型和最小厚度约束的轨迹生成方法。首先,建立在球坐标系中描述的涂料沉积模型;其次,给出待喷涂曲面上一点处的喷涂累积厚度计算方法;然后,针对最小厚度约束,提出了喷涂轨迹规划算法;最后,利用机器人离线仿真平台对喷涂轨迹进行了验证,并对喷涂区域的累积厚度进行仿真。结果表明可以得到满足喷涂厚度要求的曲面喷涂轨迹。     

铝合金轮毂机器人光整加工控制技术研究

基于对铝合金轮毂结构及光整加工要求的分析,通过比较机器人示教和离线编程的优缺点,提出示教编程和离线编程集成使用的机器人控制技术,来完成轮毂光整加工。机器人离线编程控制是根据轮辐表面刀具轨迹的点位信息和机器人运动学方程,运用Pieper法进行机器人运动学方程逆解来实现的。研究表明,采用示教编程和离线编程集成的机器人控制技术能在满足光整加工要求的前提下大大提高轮毂加工效率。     

基于Robcad软件的机器人基于软件的机器人点焊离线编程系统研究

正1.机器人的编程方法目前机器人编程可分示教编程、机器人语言编程以及离线编程三种。我公司的单面点焊机器人采用在线示教编程方法。图1为单面点焊机器人设备外观,设备用于城轨不锈钢车体单元侧墙蒙皮点焊。设备为3轴(x、y、z)龙门式点焊设备。编程方式为在线示教编程     

集成力反馈的虚拟砂带抛光示教系统设计与实现

通过传统的编程方式(在线示教、离线编程)定义复杂曲面的抛光轨迹是一项复杂繁琐的工作,为了给机器人砂带抛光示教过程提供一种更加自然有效的交互方式,应用虚拟现实技术和力觉反馈技术,首先提出砂带抛光的力觉模型;然后,在此基础上,集成Phantom Desktop~力反馈设备开发了一套虚拟示教系统。用户在示教过程中能够更加自然真实地根据实时反馈力动态调整抛光力度、位姿等参数,获得理想的抛光质量。应用该系统进行的力学验证实验和工件加工表面质量评估实验表明:所提出的力觉模型能够准确模拟真实抛光过程中工件的受力情况,机器人在应用该虚拟示教系统进行示教后,所加工出的工件可获得与手工抛光相比拟的抛光质量。     

复杂曲面加工工业机器人轨迹生成算法

提出了一种面向复杂曲面加工的工业机器人轨迹生成算法。该算法可用在工业机器人离线编程系统中;通过CAD/CAM技术完成复杂曲面的建模,并提取其STL文件格式数据;根据三角面片各点坐标在切片方向上投影的最大和最小值反求与此三角面片相交的切平面,并对三角面片分组,然后推导出三角面片边上相邻交点的增量公式,最后通过机器人编程得到复杂曲面的加工运动轨迹。仿真结果表明,该算法稳定可靠,而且可以生成任意复杂曲面的加工运动轨迹。     

基于改进OMP算法的喷涂机器人轨迹规划研究

为实现CAD模型未知情况下的喷涂机器人自动轨迹规划,提出了一种基于工件三维点云直接生成喷涂轨迹的方法,并使用改进的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法进行轨迹优化.首先,将理想涂层厚度函数视作原始信号,通过引入信赖域反射算法解决了投影系数的约束问题,应用OMP算法进行涂层厚度重建,并求出每条喷涂轨迹的位置和喷枪速率.然后,对预处理后的点云模型应用轨迹生成算法得到工件表面的喷涂轨迹,通过坐标变换和姿态解算生成机器人喷涂轨迹.最后,对扫描获取的待喷涂曲面使用上述方法进行仿真.仿真结果显示,重建涂层厚度误差为4.28％,满足均匀性要求,喷涂时间显著缩短,表明所提出的轨迹规划和优化方法是可行的.     

基于Z-map理论的喷枪轨迹生成方法

喷漆机器人作为一种先进的涂装生产设备已广泛应用于产品内外表面的喷涂,由于现代工业产品外形相当复杂,如何实现涂层均匀化变得极为重要。基于Z-map理论,在自由曲面CAD模型的基础上,将自由曲面三角网格化得到多面体模型,然后利用Z-map方法实现了等距喷涂情况下喷涂节点的坐标及其法向量的提取,将喷涂节点插补优化后连接为喷枪的喷涂轨迹,从而实现了自动生成自由曲面上喷枪轨迹。最后,以一汽车CAD模型为例生成了机器人喷涂轨迹。     

船舶喷涂机器人离线编程系统研究

针对船舶领域中喷涂机器人智能化作业的需求,对船舶喷涂机器人离线编程系统进行了研究.介绍了机器人离线编程系统的分类和船舶喷涂机器人离线编程系统的功能,分析了喷涂机器人离线编程系统的研究现状,并提出了船舶分段喷涂机器人离线编程系统.介绍了船舶分段喷涂机器人离线编程系统的架构,并对喷涂设备建模、喷涂过程建模、喷涂轨迹规划、喷涂过程仿真四大模块进行了分析.应用船舶分段喷涂机器人离线编程系统,可以提高喷涂质量、喷涂效率,节约喷涂成本.     

一种视觉辅助机器人离线编程去毛刺系统

目前铸造工件的自动化去毛刺作业大量使用机器人加工.大部分的解决方案是使用手工示教或者机器人离线编程,但手工示教效率较慢,而离线编程的手工标定精准度比较欠缺.由于工件的误差,使得离线编程在大批量作业中遇到大量问题.本文提出一种利用机器视觉自动检测工件轮廓的方法,解决大批量工件之间的个体误差问题,对每个工件检测轮廓后动态修改机器人运动路径.如此,在机器人自动去毛刺的作业中,使用CCD相机获取的视觉信息和自主开发的离线编程系统(RobSim)生成可执行的机器人运动轨迹.利用此方法,可有效提高去毛刺的加工质量.     

一种自由曲面抛光机器人轨迹规划方法

针对机器人抛光自由曲面轨迹规划困难,抛光精度不高等问题,提出了一种机器人抛光轨迹规划方法。该方法在UG软件环境下完成对自由曲面的建模,借鉴铣削加工中刀轨生成方法并结合抛光工艺特点,利用等残余高度算法生成抛光轨迹,在此基础上,提出了改进的Douglas-Peucker算法,该算法用于对抛光刀触点的提取,能够将弓高误差控制在给定的范围内,提高抛光精度,最后根据连续抛光刀位点数据求解出机器人各关节转角。实例表明,该抛光轨迹规划方法精度高,可解决自由曲面抛光轨迹规划问题。     

喷涂机器人静电旋杯的新模型

旋杯的累积速率模型以及涂料投射模型是喷涂机器人离线编程轨迹规划的重要基础。针对累积速率模型,建立了一种新的模型--双偏置β模型,该模型既能表示满月形模型,也能表示局部非对称的圆环形模型。在此基础上,分析了新模型的匀速喷涂厚度模型,为离线编程的轨迹规划做准备;针对涂料投射模型,推导出了涂料投射模型为任意函数模型时,工件曲面上某点累积速率与基准面上对应点累积速率的关系,并结合实验数据构建了基于正态分布的曲线投射模型。经证明,此模型更符合实际情况。     

基于MATLAB GUI喷涂机器人轨迹误差调整的应用

喷涂机器人喷涂轨迹是在模型上示教好的,用于喷涂的不同工件在更换过程中其坐标位置和方向很难与模型保持一致,因此示教好的轨迹会出现偏差。描述了一种基于MATLAB GUI的喷涂机器人的轨迹误差调整方法,快速方便的纠正出工件的偏移量,重新规划好合适的轨迹。该方法加快喷涂效率,提高了喷涂质量。     

漆膜制备机器人喷枪轨迹生成与优化研究综述

漆膜制备机器人喷枪轨迹生成与优化是保证漆膜质量的前提。介绍了适用于规则曲面和复杂自由曲面的涂料沉积模型,归纳了3种工件曲面造型方法,分析了喷涂轨迹的优化目标,总结了两种轨迹优化问题,并对漆膜制备机器人喷枪轨迹生成与优化的前景进行了展望。     

一种用于机器人离线编程的标定方法

介绍了一种基于离线编程、用于汽车零部件点焊工艺的机器人点焊系统。基于工件、工装夹具和焊点位置的三维CAD模型在ROBCAD中离线生成了机器人点焊程序,通过三坐标测量机结合ROBCAD软件的方式实现了系统中工装夹具相对机器人位置(工件坐标系)的快速精确标定,采用机器人自身XYZ-4点法实现了系统中焊钳作用中心点(工具坐标系)的标定。经过系统标定,使离线编制的程序有效应用到了实际的机器人点焊系统中;采用离线编程的方式生成机器人焊接汽车零部件的轨迹程序,大大提高了编程效率。     

利用离线编程方法进行机器人作业规划

本文是在作者开发的机器人离线编程系统的基础上，对装配和喷涂作业进行了规划，通过在线示教和运动再现，证实该规划是可行的