六轴工业机器人控制系统研究与设计

本文在现有工业机器人控制系统基础上设计了一套开放式工业机器人控制系统,开放式结构可以方便地拓展及更新机器人控制系统的功能,增强机器人的性能。系统采用双级结构控制器,底部采用DMC-2163控制卡控制机器人各关节的运动,利用工控机进行系统顶部管理和轨迹规划,最后对控制系统的软件部分进行了总体实现,通过对系统的测试证明了所研究系统的有效性和可靠性。     

基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制

基于模糊控制理论,研究2R欠驱动机器人关节的位置控制问题.在被动关节附加电磁制动器以控制关节间的耦合状态.根据电磁制动器的工作状态,将欠驱动机器人的位置控制分为两个阶段.第一阶段,制动器解锁,利用被动关节加速度与驱动关节转矩间的动力学耦合效应,间接控制被动关节沿预定轨迹运动到预定位置,同时总结模糊控制规则,设计用于控制被动关节运动的模糊控制器.第二阶段,制动器锁定,然后驱动关节运动到预定位置.设计并搭建了基于可编程多轴运动控制卡的试验控制系统.最后通过试验成功实现2R欠驱动机器人关节的位置控制.试验数据表明,模糊控制方法对于机器人被动关节具有较高的位置控制精度,鲁棒性良好,并且不依赖于机器人动力学模型,实时控制的计算量小,体现出智能控制的优越性.     

SCARA型装配机器人中基于DSP的伺服系统

介绍了SCARA型环保压缩机装配的装配机器人中基于DSP的伺服控制系统,阐述了基于工业PC和运动控制器的分布式控制结构体系实现系统的控制和作业管理及采用PID算法实现各关节的伺服控制,完成各关节的运动规划.     

通用工业机器人模型及其简易控制系统设计

为研究工业机器人的运动及控制,设计了一个机器人模型,包含机械结构设计及控制系统设计2部分。采用步进电机直接驱动各关节,省掉减速及传动机构,使得结构简单,加工经济;采用Mathematica软件进行逆解运算,直线、圆弧运动轨迹仿真;开发了运动控制器,可与任何一台带USB接口的电脑组成简易控制系统,使用方便。编写相应的软件,控制机器人模型运行,运行结果说明此系统可用来研究通用工业机器人的运动学控制等内容。     

通用工业机器人模型及其简易控制系统设计

为研究工业机器人的运动及控制,设计了一个机器人模型,包含机械结构设计及控制系统设计2部分。采用步进电机直接驱动各关节,省掉减速及传动机构,使得结构简单,加工经济;采用Mathematica软件进行逆解运算,直线、圆弧运动轨迹仿真;开发了运动控制器,可与任何一台带USB接口的电脑组成简易控制系统,使用方便。编写相应的软件,控制机器人模型运行,运行结果说明此系统可用来研究通用工业机器人的运动学控制等内容。     

基于解耦型球关节的工业机器人控制系统研究初探

解耦型球关节能实现运动解耦,基于该关节所构造的工业机器人将具有灵巧及易于控制的特点。通过对现有国内外各种机器人控制系统的分析,探讨了解耦型球关节工业机器人控制系统的初步方案。     

重载搬运机器人的动力学仿真及控制系统设计

关节型重载搬运机器人各运动关节动态性能和能量耗散水平直接影响机器人以及运动规划的可达性。以ABB公司生产的IRB460型重载搬运机器人为研究对象,针对其机械本体结构特性,建立重载搬运机器人三维模型。若仅考虑回转轴、大臂和小臂组成的三个自由度,重载搬运机器人系统模型可简化成空间三关节机器人系统模型;依据拉格朗日力学方程建立重载搬运机器人系统动力学模型,利用机械臂逆运动学和五次多项式插值算法完成对多关节机械臂空间轨迹规划。通过动力学仿真分析可知,重载搬运机器人各运动关节的动态性能变化稳定且能量耗散较小,且能够沿着预定轨迹完成PTP模式的运动控制。最后,搭建控制系统仿真实验平台,提出一种重载搬运机器人控制系统模型,实验结果表明,所设计的重载搬运机器人控制系统能够准确、稳定的控制各运动关节运动,验证了各运动关节驱动电动机功率参数选择的合理性,为实际的工业生产应用奠定了理论基础。     

基于遗传算法的平面欠驱动机器人模糊控制

以平面欠驱动机器人为研究对象,对其运动控制问题进行了研究,提出了一种基于遗传算法的模糊控制新方法.控制目标为实现欠驱动机器人的任意位置控制.控制器直接以关节角度误差变量作为模糊控制器的输入,引入遗传算法对模糊控制规则和隶属度函数同时进行优化,进而得到最优模糊控制系统,最后进行数值仿真,仿真结果表明所设计的控制器能快速精确的实现2自由度及3自由度欠驱动机器人的任意位置控制,且具有很好的稳定性.     

智能机器人：第三讲 工业机器人的控制方式

工业机器人的控制系统相当于人的大脑,它指挥机器人的动作,并协调机器人与生产系统之间的关系。机器人的工作顺序、应达到的位置、动作时间间隔、运动速度等都是在控制系统指挥下,通过每一运动部件沿(或绕)各坐标轴的动作来实现的。工业机器人为了完成各种作业、实现各种功能,需要有各种控制方式(参见图1)。     

钣金钻孔机器人位置伺服控制系统设计与仿真

钣金钻孔是钣金柔性自动化加工生产线中重要的关键技术环节,以川崎BA006N六自由度机器人本体机构参数和钣金结构参数为依据,通过SolidWorks建立机器人钣金钻孔三维模型,采用MATLAB中Robotics toolbox工具箱求解机器人末端不同工位位姿对应各关节角,以STEP函数和三次多项式POLY函数为驱动加载到ADAMS机器人模型中,仿真实现设定的钻孔工序运动轨迹,获取机器人各关节位置驱动函数。同时在MATLAB/simulink中将封装单关节电机控制模型分别与封装机器人六转动关节模型组装,构建机器人各关节模糊PID位置跟踪控制模型,并以各关节的位置驱动函数为跟随信号,仿真分析机器人钣金钻孔位置伺服控制系统各关节位置跟随特性。结果表明构建的机器人钣金钻孔仿真控制模型具有很好的动态跟随性能,也为机器人钣金钻孔伺服驱动控制系统程序设计提供参数依据。     

图书上下架机器人机器手控制器设计与实现

论述了一种用于图书上下架机器手的控制系统.硬件采用PLC结合NIOS控制器的双级控制,伺服控制器之间采用CAN总线通讯.软件以PLC梯形图控制直线运动为主程序,以NIOS采集光电编码器反馈机器人关节位置,结合模糊神经网络控制伺服电动机旋转运动为辅助程序.实验证明,这种机器人控制系统运行可靠,达到了实际应用的要求.     

机器人捕捉运动目标的时间最优控制方法

对机器人的运动目标捕捉过程进行了研究,提出了用Ak im a样条函数对运动学求逆后的目标轨迹进行平滑的方法,使得轨迹在关节坐标系下得到解耦。通过模糊Bang-Bang控制机器人,使末端以时间最优的方式接近运动目标。当机器人关节位置与期望位置小于给定阈值时,采用带积分的模糊随动控制,使得每个关节相对独立地到达期望位置,并最终实现运动目标捕捉任务。结果表明,该方法简单有效,可快速稳定地实现运动目标捕捉任务。     

基于840 Dsl CNC的机器人精确控制技术

为提高工业机器人的控制精度,摒弃机器人原有控制系统,采用一种基于西门子840Dsl数控系统的工业机器人直驱控制方案,引入前馈补偿以及关节半闭环补偿,选取直线绝对式光栅尺,采用以直代曲的方式作为关节第二测量系统,对其进行精确标定,将机器人的重复定位精度提高到0.03 mm,绝对定位精度提高至0.15 mm,相较本体精度提...     

A robot fuzzy motion planning approach in unknown environments

A fuzzy robot motion planning approach is proposed in unknown environments for three-degree industrial robots. The proposed planning system is composed of several separate fuzzy units, which control individually each manipulator joint. Each unit combines a repelling influence, which is related to the nearby obstacle, with the attracting influence produced by the final manipulator configuration, to generate actuating command for each link. Effectiveness of the proposed approach is verified through simulation. __________ Translated from Journal of Harbin Institute of Technology, 2005, 37(10) (in Chinese)     

机器人关节滑模变结构的位置控制

为了使机器人关节有良好的静态特性,并具有一定的抗干扰能力,提出了一种由力矩电机和谐波减速机组成的机器人关节,采用指数趋近律的滑模变结构和模糊自适应滑模控制对机器人关节进行了位置控制,通过对机器人单关节Simulink建模仿真比较,结果表明,模糊自适应滑模控制大大减轻了指数趋近律滑模控制的抖振问题,其稳态精度达到了9×10-5rad;且与PID控制相比较,其响应速度快;在受高斯扰动时,采用模糊自适应滑模控制的关节发生的角度偏差整整比PID控制小10倍。仿真结果表明,滑模控制在机器人关节控制中精度高,响应速度快,具有一定的鲁棒性能。     

基于工业机器人的水接头自动装配系统设计

水接头装配是相控阵雷达液冷系统装配的重要工序,自动装配系统可以解决传统手工装配方式效率低、装配质量一致性差、装配过程数据无法记录的问题。文中依据水接头装配工艺,分析了水接头装配的定位要求,结合机器人的技术特点,设计开发了一套基于工业机器人的水接头自动装配系统,通过增加第七轴运动系统和基于机器视觉的独立误差修正机构解决了机器人覆盖范围小以及绝对定位精度低的问题。系统由六轴工业机器人、第七轴运动系统、交互式水接头供料系统、螺钉自动供钉锁固系统、独立误差修正系统、水接头移栽系统、控制系统等共同构成,实现水接头装配自动化,装配过程数据采集智能化。系统在实际使用中性能稳定、可靠,满足产品生产装配要求。     

基于人机工程学的虚拟机械手臂运动控制方法

考虑到机械手臂在运动时会受到关节阻尼的作用,使手臂控制的全局稳定性降低的问题,提出一种基于人机工程学的虚拟机械手臂运动控制方法.首先,利用人机工程学构建人体模型架构,将其分为架构层、形态层与尺寸层,并以参数化形式描述表示;然后,通过解析人体模型获取各个关节的连接作用与功能,并计算虚拟机械手臂的运动坐标和运动矢量;再根据雅克比矩阵计算得到机械手臂末端的运动速度;最后,通过构建模糊逻辑系统得到控制模糊隶属度函数,并拟定为输入量输入至运动控制器内,完成对机械手臂的运动控制.     

制孔机器人在制孔过程中的振动抑制研究

Aiming at tlie problem of vibration suppression of tlie hole making robot in the process of making holes,a typical example of a two-joint hole drilling robot to study the control algoritlim was took. The effect of tlie feed direction drilling force on the system of tlie hole making robot was only considered. The mechanism of vibration in the process of making holes was analyzed. Finally the fuzzy compensation inhibit vibration control algorithm was put forwarded. According to the Lagrange equation,the dynamic model of the hole robot was established,and the drilling force model was established according to the theory of oblique cutting model. Then the simulation was carried out by the Matlab/ Simulink platform under a particular position. After a fuzzy controller was used to compensate the dynamic change of the end effector of the hole making robot in the process of the axial drilling force to each joint in advance,the defection of each joint in the hole making process was obviously weakened. The results indicate that the stiffness of the system can be enhanced by adding the vibration suppression algorithm with fuzzy compensation,which further ensures the quality of the hole. [ABSTRACT FROM AUTHOR]