基于虚拟监控技术的遥控焊接机器人虚拟环境标定及实验分析

通过分析标定的影响因素,得出遥控焊接机器人虚拟环境标定的最优数据。给出三组不同的焊缝形式的焊接虚拟环境标定实验,实现焊接机器人与焊缝的位姿标定。实验表明,基于虚拟监控技术的焊接机器人标定具有较高的精度,可实现遥控焊接任务。     

基于人机交互的遥控焊接虚拟环境标定技术

对于工作在非结构化环境中的机器人遥控焊接系统,虚拟环境与真实环境的一致性直接决定了系统的可靠性、作业精度和工作效率.虚拟环境标定技术可以通过远端真实环境的信息反馈校正虚拟环境中机器人模型与工作环境模型的位姿关系.采用人机交互的图像特征提取方式和线性与非线性结合的最小二乘算法,实现了摄像机在线标定和工件定位,完成了遥控焊接系统的虚拟环境标定任务.在标定试验中,当采用较大的摄像机焦距时,最大标定误差为2.9mm,平均标定误差为1.5mm.根据试验的过程和结果,分析了影响标定精度的因素.     

遥控焊接力觉临场感仿人智能控制

通过对遥控焊接过程力觉误差目标轨迹分析,在力觉临场感PID控制模型基础上,提出了遥控焊接力觉临场感仿人智能控制策略,实现了遥控焊接力觉仿人智能控制特征模型、特征辨识、特征记忆、多模态控制和多目标决策。试验表明,和常规PID控制器比较,采用仿人智能控制,更能使焊接操作者具有良好“手感”,增加对遥控焊接复杂任务操作能力,提高遥控焊接质量。     

基于空间直线约束的焊接机器人手眼标定

视觉传感器与焊接机器人的标定是焊接智能化应用中的重要问题,针对末端夹持线结构光传感器的焊接机器人,提出了一种基于空间直线约束的手眼标定方法.首先任意变换机器人位姿使线结构光传感器投射出的光平面与标定模板相交,然后通过特征点提取算法提取出线结构光与直线的交点,并基于直线约束建立了非线性优化模型,最后结合罚函数法与改进的Powell算法同时求解传感器位置与方向参数.基于上述方法进行了一系列试验,结果表明,该方法通用性强,适合现场标定,有效的提高了标定精度,标定精度在0.2 mm以内.     

用于核环境管道维修的宏-微机器人遥控焊接系统的惯性补偿

针对复杂极限环境下的管道焊接维修,提出了一种宏-微结构的机器人遥操作方法进行遥控焊接.通过基于六维力觉传感器的力控制来实现焊前管道装配.为消除宏机器人末端的微机器人运动惯性对力控制的影响,需要补偿在机器人运动过程中微机器人产生的惯性力.研究了宏-微机器人的惯性补偿算法,进行了惯性补偿仿真试验.结果表明,该算法能够消除微机器人的惯性力,补偿最大力偏差不超过2.5 N,补偿力矩精度达到0.3 Nm,满足宏-微机器人管道遥控焊接的精度要求.     

用于核环境管道维修的宏-微机器人遥控焊接

针对复杂核环境的管道焊接维修,提出了一种宏-微结构的机器人遥操作方法实现遥控焊接.通过工具转换接口和气动夹紧模块完成宏机器人与微机器人的快速连接.在宏机器人与微机器人之间加入六维力觉传感器,使宏-微的机器人遥操作中具有主动柔顺性.设计了宏-微遥操作机器人的控制器,并重点对重力补偿、管道自适应装配策略、弧长控制等进行了研究,实现了远端环境中的管道抓取、装配以及遥控焊接.结果表明,宏-微结构的机器人遥操作遥控焊接系统能够快速完成极限环境下的管道焊接维修,焊接质量稳定可靠.     

更正

<正>我刊2014年第12期第44页刊登的文章《基于虚拟监控技术的遥控焊接机器人虚拟环境标定及实验分析》,其第一作者许昕的单位由"江西理工大学"改为"江西司法警官职业学院",特此更正!     

焊接自动线和焊接机器人

基于立体视觉的遥控焊接机器人任务空间三维建模;机器人遥控焊接力觉传感与控制进展;基于焊件三维装配体的机器人焊接离线编程;冗余度弧焊机器人位置优化建模及算法;用于TIG焊的机器人化综合装置[俄];     

焊接自动线和焊接机器人

基于立体视觉的遥控焊接机器人任务空间三维建模;机器人遥控焊接力觉传感与控制进展;基于焊件三维装配体的机器人焊接离线编程;冗余度弧焊机器人位置优化建模及算法;用于TIG焊的机器人化综合装置[俄];     

基于力觉遥控焊接遥示教焊缝辨识技术

在遥控焊接遥示教过程中,基于视觉焊缝空间示教点辨识精度低,无法满足遥示教要求,为此将力觉技术引入焊缝示教点标定中,设计了基于力觉遥控焊接遥示教焊缝辨识系统,主要包括焊缝辨识信号采集系统,软件处理系统,焊缝辨识受力模型和辨识过程算法等.通过焊缝辨识过程算法,判断六维力各力状态是否有突变,根据突变判断探针在坡口中实际位置区域,进一步根据六维力大小确定焊缝具体示教点,试验表明,该方法增加遥示教焊缝辨识速度,提高遥控示教精度和效率.     

Radial immersion angle estimation using cutting force and predetermined cutting force ratio in face milling

Radial immersion ratio is an important factor to determine the threshold for tool conditioning monitoring and automatic force regulation in face milling. In this paper, a method of on-line estimation of the radial immersion angle using cutting force is presented. When a tooth finishes sweeping, a sudden drop of cutting force occurs. This force drop is equal to the cutting force that acts on a single tooth at the swept angle of cut and can be obtained from the cutting force signal in feed and cross-feed directions. The ratio of cutting forces in feed and cross-feed directions acting on the single tooth at the immersion angle is a function of the immersion angle and the ratio of radial-to-tangential cutting force. In this study, it is found that the ratio of radial-to-tangential cutting force is not affected by cutting conditions and axial rake angle. Therefore, the ratio of radial-to-tangential cutting force determined by just one preliminary experiment can be used regardless of the cutting conditions for a given tool and workpiece material. Using the measured cutting force during machining and a predetermined ratio, the radial immersion ratio is estimated in the process. Various experiments show that the radial immersion ratio and instantaneous ratio of the radial to tangential direction cutting force can be estimated very well by the proposed method.     

电阻点焊电磁力的试验分析

由于电阻点焊使用的是高电流,因此在焊接过程中产生强磁场.文中以固定式点焊机为例,将电极臂及电极等效为一段通电导体,对电阻点焊过程中产生的电磁力作了理论分析,研究了电阻点焊电磁力的测试方法,并在一台中频直流焊机上对电磁力进行了测试.理论分析和试验结果均表明,电磁力的作用是使得电极力减小,即电磁力有抵消电极力的作用;电磁力的大小主要与焊接电流及电极臂的开口高度有关,与焊接电流的平方成正比,与电极臂的开口高度成反比.因此,在实际焊接中,在设定或测试电极力时,应充分考虑电磁力的影响.     

钢轨矫直压力的有限元计算

借助MSC.M arc有限元软件建立了PD3 60 kg/m钢轨矫直过程的三维弹塑性分析模型,计算出了矫直压力,计算结果与现场实测结果误差在10.9%以内,两者吻合较好。     

塑封模具设计中力的分析与计算

介绍了塑封模具的结构和工作原理，论述了设计中各种力的计算。     

离合器式螺旋压力机力能关系建模及打击力控制策略

在将离合器打滑后工件工艺力曲线简化为直线的基础上，建立了力能关系的计算模型，据此模型并在确知离合器卸压阀特性的前提下得出了某型压力机3个相互关联的参数——最终打击力、离合器打滑后的工件变形量和变形功与预置打滑力之间的关系图，进而提出了打击力控制策略。     

非对称交叉轧制轧制力分析

分析了非对称交叉轧制轧制力随交叉角的增大而减小,并从理论和试验两个方面对非对称交叉轧制轧制力进行了研究。     

一种哈夫模锁模力的计算

本文介绍了一种哈夫模锁模力的设计计算。通过对制件的工艺分析,思考设计难点,重点介绍模具锁紧力设计过程。通过制件工艺分析,计算出最适合的锁紧力。     

锻压机械打击力系统的计算机模拟

在试验的基础上建立了打击力测量的二阶动力学模型，不仅考虑了测力传感器的动态特性，而且考虑了被测机械系统的动态特性，并且上机进行了计算机模拟试验，探讨了打击力测量中存在的问题。     

加工过程的切削力模拟

给出了加工过程的切削力模型,并引入ＭＡＴＬＡＢ语言对加工过程的切削力进行了仿真分析。用ＭＡＴＬＡＢ程序可方便有效地实现非线性加工过程的切削力模拟,这对于加工系统的动态设计和教学具有重要的实用价值。     

梯形拉深筋等效约束阻力模型研究

对拉深成形过程中板料经过梯形拉深筋时的变形情况进行了分析,运用能量法建立了一种简单实用的梯形拉深筋等效约束阻力计算模型,利用Dynaform软件对梯形拉深筋的等效约束阻力进行了模拟,将计算结果与模拟结果进行了比较。分析结果表明:在拉深成形过程中,如拉深筋设置在圆弧部位,板料经过拉深筋后最终等效约束阻力是随拉深过程的进行而变化的;板料通过设在直线段的筋产生的等效约束阻力,在一定的压边力下,其值为恒定的值;理论计算与模拟值基本吻合,在数值模拟时,该模型可以作为等效拉深筋使用。