基于单目视觉的工业机器人拆垛系统设计与实验

基于单目视觉提出了工业机器人拆垛系统构想。为实现工业机器人视觉拆垛系统中机器人精确运动控制与工件位姿识别,运用D-H位移矩阵法建立了机器人运动学模型,得到机器人末端相对机器人坐标系的位姿信息。基于形状模板匹配法提出目标图像识别算法,得到各个目标图像在相机坐标系下的位姿信息;将三维视觉模型与机器人运动学模型进行信息融合,建立机器人视觉拆垛控制系统数学模型。基于CCD工业相机、4-DOF工业机器人搭建视觉定位抓取实验系统。通过对空间目标进行抓取的实验,验证基于单目视觉的工业机器人拆垛系统的正确性、精确性、鲁棒性。     

基于Qt的工业机器人语言系统的设计

工业机器人语言系统是机器人控制系统的重要组成部分,在研究和分析了工业机器人语言系统的构成和特点的基础上,提出了基于Qt和正则表达式的工业机器人的语言系统设计方案。该语言系统包括了机器人编程语言、编辑器和解释器。自定义了动作级机器人编程语言;在此基础上详细设计了基于Qt图形化界面的机器人编辑器,给出了编辑器各部分功能的具体实现;最后基于正则表达式详细设计了机器人解释器。该套机器人语言系统运用在工业机器人示教器上,具有良好的可可移植性。     

工业机器人驱动系统现状与展望

伺服驱动系统是决定工业机器人性能的核心部件,它历来是工业机器人和数控系统生产厂家研究的重点。为了将新技术和新型功能应用到产品设计中,进一步提高工业机器人伺服驱动系统的性能,根据掌握的资料文献,对工业机器人伺服驱动系统及驱动电机、编码器等核心部件的主要研究成果与进展情况进行了综述;对伺服执行器、直接驱动电机、组合式编码器等新产品的结构原理和技术特点进行了具体描述。指出了高速、高精度、小型化、集成化、网络化是当代伺服驱动系统的技术发展方向;并对当前存在的问题和未来的发展方向进行了展望。     

日本工业机器人技术开发预测

本文是83年日本“工业机器人工业会”组织的,对工业机器人技术发展的一次调查、分析。调查分两方面进行,即工业机器人单元技术和应用系统技术,前者是机器人本身的技术,后者是机器人用户的应用技术。文章首先介绍了工业机器人方面的研究开发课题,然后对各个课题目标和实现时间进行了预测和分析。表2个,参考文献3种。     

基于RTX的六轴工业机器人系统设计

针对六轴工业机器人的高精度、高实时性的系统要求,设计并实现了基于RTX的工业机器人系统。介绍六轴工业机器人本体结构,重点分析基于RTX的控制系统架构,给出六轴工业机器人的软硬件结构设计,充分利用Windows良好的界面功能以及RTX强大的实时处理能力,实现了开放的可扩展的六轴工业机器人系统。实验结果表明:基于RTX的六轴工业机器人具有良好的点位和轨迹精度,可以满足应用需求。     

六自由度工业机器人RV-2FL的应用开发

以工业机器人应用开发平台(IRAP)为背景,对三菱电机六自由度工业机器人RV-2FL的开发应用展开研究,重点分析机器人控制单元与开发平台中其他控制单元的信息交互,涉及机器人控制器系统、Q系列可编程序逻辑控制器(PLC)系统及伺服驱动器系统等3项系统的接口电路、信号地址及方向。文章以工业机器人应用开发为目的,为工业机器人系统集成工程师提供了重要的参考。     

基于神经网络的工业机器人力控制研究

针对工业机器人夹持工件进行磨削时的力控制问题,提出一种基于神经网络算法的机器人力控制方法,搭建一套工业机器人磨削系统,并在Visual Studio软件环境下开发了相应的上位机软件。通过分析神经网络算法的原理,设计神经网络结构,使用从实际磨削过程中获得的训练数据对神经网络进行训练;将力传感器实时采集的力信号输出给训练好的神经网络模型,预测出机器人磨削加工的轨迹修正值并传给机器人,对磨削轨迹进行实时修正,从而实现工业机器人的间接力控制。最后,在搭建的工业机器人磨削系统上进行了力跟踪实验和钛合金试件磨削实验,验证了所提出的力控制方法和机器人磨削系统的有效性和实用性。     

埋弧焊接直角坐标机器人的设计

北京时代科技股份有限公司通过采用直角坐标机器人搭载埋弧焊接系统进行大型构件的焊接作业,有效地提高了焊接效率、减少了工作强度、提高了焊接质量。解决了埋弧焊接系统进行机器人焊接集成的难题,并取得了良好的应用效果。该直角坐标机器人由机械本体和机器人控制器以及焊接系统组成,其中机械本体由三个直线轴和一个旋转轴组成。机器人控制器采用X86结构的工业计算机做为硬件平台,利用IEC61131-3标准工业控制编程语言编写控制软件实现运动控制算法以及HMI。     

基于SDK通信接口的工业机器人远程监控系统设计

基于IRC5控制器的PC SDK通信二次开发接口,设计了一种局域网络下C/S架构的工业机器人远程监控系统。利用RobotStudio软件搭建ABB工业机器人压铸虚拟工作站,利用Winform软件在.NET平台下编写远程监控程序,通过与工业机器人虚拟工作站的连接,验证了远程监控系统的有效性。仿真结果表明:该系统可实现工业机器人控制器监控、访问权限管理、运行数据获取、I/O信号读写、日志查询和程序编辑与控制等功能,可大幅降低工业机器人远程监控功能的开发难度,为工业机器人远程监控系统的快速开发提供了解决方案。     

基于Unity3D的工业机器人跨平台可移动离线编程系统的研究和开发

针对目前国内广泛使用的机器人示教再现编程方式以及国外普遍流行的机器人离线编程方式中所存在的缺乏灵活高效等问题,文章初次尝试开发了一套能满足实际生产需要的工业机器人跨平台离线编程系统。在作了大量的分析后,选定Unity3D软件作为系统的开发平台,针对目前工业上广泛使用的一类六轴串联工业机器人建立了数学模型,并推导了机器人的正运动学、逆运动学方程,然后对该类机器人进行了系统开发,最后在可移动终端对系统进行了运动仿真。实验表明,将该系统安装到带Android系统的任何移动端设备上,均可方便用户对机器人进行轨迹规划和运动仿真,可以满足生产现场对跨平台需求。     

基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真

在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。     

基于视觉的工业机器人离线编程系统的设计

针对传统离线编程系统通用性差、可靠性低和二次开发难度大等问题,开发一套基于机器视觉的工业机器人离线编程系统。基于模块化思想,将该系统划分为机器视觉模块、虚拟环境模块、运动学模块、轨迹规划模块、离线程序模块和外部通信模块。借助机器视觉模块解构视觉系统与机器人末端位姿的坐标映射关系,得到规划机器人运动所需的位姿数据;基于虚拟现实建模语言构建机器人虚拟仿真环境,基于运动学模块与轨迹规划模块将位姿数据转化为机器人的作业〖JP2〗指令;基于离线程序模块与外部通信模块实现控制器指令与虚拟仿真环境的无缝衔接。最后,以一种六轴工业机器人为测试对象验证了该离线编程系统的基本功能。实验结果表明:该系统定位误差最大为0.4 mm,精度高,可满足工业应用需求。     

FANUC机器人机床上下料系统设计与仿真

工业机器人已经广泛应用到现代制造工厂,机器人选型和仿真分析是机器人应用的关键。根据产品的加工工艺和上下料的要求,设计了分度自动夹具和专用夹爪。基于FANUC ROBOGUIDE仿真软件,将机床、机器人、夹具、工件、料框等三维模型导入仿真软件中进行组合,通过示教做上下料仿真。仿真分析的结果验证了机器人选型的合理性。通过对机器人运动轨迹的分析,调整了整个系统的布局,使布局更加合理。     

融合视觉和以太网技术的工业机器人分拣装配控制系统设计

针对制造业中多类型、多工位、无规则、有残次工件人工分拣出错率高与装配效率低下的问题,设计一个融合视觉和以太网技术的工业机器人分拣装配控制系统.应用工业以太网构建一个包含视觉、PLC、HMI和工业机器人的硬件系统;提出结合图像匹配、圆孔识别算法的工件检测与识别方法;基于坐标偏移的方法设计了一个PLC控制工业机器人的优化算法;并对工业机器人进行示教与编程,实现工件正确分拣与高效装配.测试证明:该系统工件识别正确率达100％,工业机器人的示教位置大大减少,工业机器人的控制程序明显简化,工件分拣正确率与装配效率显著提高.     

基于安川机器人的工件位姿模拟系统设计

为便于在实验室中进行工件位姿检测模拟，设计基于安川机器人的工件位姿模拟系统，包含模拟执行、测量标定、自动运行。基于安川工业机器人的六轴机体与平行移动功能，实现末端搭载被测工件的姿态模拟。采用API激光跟踪仪设计标定流程，获得准确的工具参数，保障模拟精度。利用PLC与触摸屏设计系统控制部分与人机交互部分，实现系统根据设置参数进行自动模拟。结果表明：该系统能在实验室条件下实现工件位姿模拟的自动化作业。     

计算机虚拟仿真在机器人教学中的应用

为解决机器人实验教学问题，本文在VisualC 6．0平台上，基于OpenGL，开发了机器人图形仿真系统。对机器人进行了三维实体几何造型，并实现了其空间运动仿真，可再现机器人运动全过程，实现机器人的示教仿真。该机器人仿真系统大大的方便了机器人教学。     

机器人生产线仿真系统开发相关技术研究

针对机器人生产线数字化仿真设计、验证环境，讨论了工业机器人及生产线仿真研究现状及存在问题，提出机器人虚拟样机设计思想，构成机器人生产线连续制造过程仿真的重要组成部分。同时分析生产线仿真中针对离散制造事件的处理方法，应用面向对象技术进行生产线离散制造过程建模，成为进行生产线仿真的有效研究手段。     

基于SimMechanics的六自由度机械臂仿真研究

运动学和动力学分析对机械臂的研究具有很重要的作用。以往对机械臂的研究方法均需要建立复杂的数学模型和程序,而Sim Mechanics具有简单、快捷获取动态系统的模型的功能,并且系统建模方便直观,仿真功能强大,可以在模型中通过改变结构,优化系统参数,在仿真环境中分析结果。利用Sim Mechanics的上述优点,以工业六自由度机械臂ER10为研究对象,将SolidWorks建立好的机械臂ER10模型导入到MATLAB/SimMechanics仿真平台中,生成对应的仿真模型,并且在运动仿真平台中,通过在机械臂模型添加末端位姿信号和各个关节信号(角度函数,力矩值),全面地对机械臂进行运动学和动力学分析。