基于机器人与视觉引导的星载设备智能装配方法

当前大型星载设备的安装采用人工操作机械臂的方式完成。由于星载设备昂贵,装配过程在半封闭非直视条件下进行,需要多人进行人工观察与口令调整,耗费数小时,装配效率低下。为提升装配效率,实现装配过程的智能化与精准化,提出一种基于机器人与视觉引导的星载设备智能装配方法。采用机器学习与双目视觉实现装配体之间的精确位置测量;通过机器人手眼标定完成视觉空间到机器人空间的运动映射;综合分析装配路径的干涉状况,对装配路径进行机器人运动规划;最后通过虚拟现实技术实现装配过程的可视化。整个装配过程可自动完成,装配时间缩短在若干分钟以内。进行了卫星与星载设备的模型装配试验,结果表明装配误差小于0.3 mm,验证了所提方法的有效性。     

位置度公差的理论与应用（四）——位置度公差值的计算

螺栓连接是机械零件装配中常用的连接方式,对于连接孔之间的孔距一般均采用位置度公差来控制。本文将以螺栓连接的计算为例,给出为保证装配互换的位置度公差计算方法。 (1)用螺栓连接两个或两个以上的零件,且被连接件均为光孔,其直径相等并大于螺栓直径,具     

机器人双轴伺服变距拧紧控制系统的设计

介绍了一种机器人双轴伺服变距拧紧控制系统,基于PLC(Programmable Logic Controller,可编程控制器)逻辑控制,采用机器人带动双拧紧轴的伺服变距机构对变速器后盖多对螺栓进行精确定位,由专业的拧紧系统完成变速器后盖合箱螺栓的拧紧的任务。控制系统可实现多品种变速器后盖合箱螺栓拧紧的柔性装配。     

一种基于VDI2230的轨道车辆轴箱螺栓联接强度评估方法

针对目前轨道车辆在重载、快捷化产品设计过程中轴箱螺栓联接强度评估的问题(由于轴箱体和前盖之间存在间隙,前盖螺栓孔位置处刚度较弱,在预紧过程中将产生附加弯矩,进而影响轴箱的使用安全),以某轨道车辆转向架轴箱为例,基于最新VDI2230标准第二部分中规定的内容进行螺栓有限元建模,并采用第一部分规定的方法进行螺栓联接强度评估。结果表明,借助有限元分析软件,可计算复杂装配情况下螺栓预紧力损失量和预加载荷变化量,进而进行螺栓联接强度评估。     

机器人装配视觉定位应用研究

为解决机器人装配的自动定位问题,将视觉定位技术应用到直角坐标型机器人设计成手机镜头（由LENS、BARREL部件构成）机器人装配设备中,开展了机器人装配设备视觉定位设计分析,以获取镜头LENS、BARREL部件在各个位置下的图像,通过模板匹配方法确定了LENS、BARREL部件中心的坐标值,建立了LENS、BARREL部件之间装配位置关系,提出了基于视觉定位的手机镜头机器人装配方法。在LENS、BARREL部件之间位置的一致性上对视觉定位技术进行了评价,并进行了手机镜头同一对位置下的镜头装配试验。研究结果表明,视觉定位实验为进一步研制手机镜头机器人装配设备奠定了重要基础。     

30CrMnSiNi2A与铝合金夹层材料手工制孔工艺优化

运载火箭舱段产品中部分螺栓连接孔位置因装配空间和产品结构的限制,无法采用大型设备进行自动化制孔,只能采用手工制孔。对于30CrMnSiNi2A钢锻件与铝合金零件的连接部位,因30CrMnSiNi2A材料硬度较高,手工制孔的难度较大,钻铰出的安装孔孔径超差较多,孔内壁容易出现阶梯及粗糙度差的问题。基于上述问题采用新型的手工制孔方式,突破了30CrMnSiNi2A与铝合金夹层材料舱段制孔难、质量一致性差的问题。     

司机室模块化电气柜在低地板车辆的应用

司机室电气柜是列车控制系统与机械的承载体,是列车控制系统的重要组成部分。为了达到柜内设备的快速检修及维护．同时减轻车间装配压力,低地板车辆司机室电气柜采用模块化的设计理念。在CATIA环境中对电气柜的机械结构进行建模,完成电气设备的安装及布线,最后完成模块的设计并指导车间生产。     

基于坐标投影的钢桥螺栓与零件BOM自动生成方法研究

大型钢桥主要由板材和折弯板组成,其主体结构中有上万个高强度螺栓和零件,人工估算或根据孔轴对齐装配特征数目来确定螺栓数目及规格会造成统计的不准确,并且无法自动生成零件BOM。针对此问题,在三维CAD平台上,根据装配模型中组件之间的关系统计出零件的结构关系,并从零件的实体特征中得到零件的几何信息,通过坐标投影计算出各个零件的最小外包尺寸;同时,从三维模型的装配特征中过滤出螺栓连接的零件集合,并从装配体和零件的实体特征中获取螺栓孔的数量、直径和坐标信息,然后将螺栓孔的坐标或配合点的坐标投影到配合面的最小包容区域中,以确定螺栓孔所贯穿的零件;最后结合螺栓孔的几何信息和零件的几何信息计算出螺栓的数量、规格,并据此自动生成零件和螺栓BOM表。该方法已经被某桥梁设计研究所应用到桥梁设计中。     

基于视觉的组合式机器人轴孔装配平台与实验研究

搭建了基于视觉的五自由度组合式机器人装配平台,开展了轴孔装配的实验研究,使用视觉传感器进行孔类零件定位,由机器人装配平台完成自动插轴入孔装配作业。首先,使用Open CV进行摄像机的标定、圆孔轮廓检测;然后,根据装配平台的机械结构和运动特点,改变孔类零件的中心位置,进行插装作业;最后,对多次装配实验研究结果进行分析。结果表明,在机器人平台上的装配误差在0.5mm范围内。     

基于机器视觉的双臂协作机器人拧紧装配实验研究

针对发动机连杆装配过程复杂繁琐且操作人员易受伤害的问题,提出一种基于机器视觉和力觉协同引导下的双臂协作机器人拧紧装配策略。在建立双臂协作机器人运动学模型的基础上,协作机器人首先通过左臂进行机器视觉识别及引导,带动右臂在PID算法下进行位姿调整及伺服机构的粗定位;在精定位阶段,运用机器人末端的力觉信息反馈,实现扭矩监控和拧紧螺栓双向协同作业,协力完成拧紧工序的力觉精确调整;通过以上装配策略,实现发动机连杆拧紧全过程管理,提升了装配工艺操作的高效性及安全性。实验结果表明：基于机器视觉和力觉协同引导下的双臂协作机器人装配安装过程全程可控,且装配结果符合生产工艺要求,可在序列化生产中推广应用。     

基于动力学前馈的空间机器人多销孔装配力柔顺控制

多组销孔对接并固定是空间站舱外可移动仪器设备的最常用安装方式,其中多组销孔的自动对接是空间服务机器人能否代替航天员完成这一任务的关键。针对这一问题,首先对多销孔配合结构的特殊受力情况进行分析,提出适合的力柔顺控制方法,并针对微重力环境下机器人控制所面临的特殊问题,采用基于动力学前馈的控制方法,直接对关节进行力矩补偿,再基于所建立的机器人关节的数学模型,对前馈算法的补偿量进一步映射到电机电流环,从而进一步加快关节响应速度,保证力柔顺装配效果,最后分别针对所提出的力柔顺装配方法和前馈算法进行了模拟微重力试验和仿真试验,试验验证了所提出的针对空间多销孔对接的力柔顺装配控制方法的有效性。该方法为空间服务机器人安全完成舱外仪器设备安装任务提供了技术支撑,并可为空间服务机器人其他任务的安全稳定控制提供借鉴。     

发动机楔形箱盖轴承孔端面定位精度检具设计

针对发动机楔形箱盖轴承孔系数控加工中技术检测不能满足生产线要求问题,分析箱盖装配基准和被测要素的空间位置关系;根据基准重合原则,模拟楔形箱盖装配状态,设计被测对象定位基准;采用比较测量法,设计轴承孔端面定位精度检具;介绍了检具使用方法。实践表明:检具示值准确快速,能替代三坐标测量机并实现在线检测,满足了箱盖轴承孔技术检测和生产线要求。     

检验推土机后桥箱焊缝渗漏缺陷的新方法

推土机后桥箱上安装的变速器、中央传动和终传动装置,不仅承担了推土机动力传输功能,同时也是松土器松土和推土机牵引的受力载体。1.故障现象1台装配下线的SD42型大功率推土机在进行空载试验时,操作人员发现其后桥箱后面板与松土器连接的螺栓孔处,出现漏油现象。     

制孔执行器的安装方式对机器人性能的影响

机器人和多功能末端执行器组成的柔性钻削系统近些年在航空工业得到了越来越广泛的应用,执行器和机器人的安装方式有同轴式、悬挂式和侧面式.利用软件Matlab对机器人和工件进行仿真建模,并计算执行器在不同安装方式下的机器人可达度、可操作度、关节使用度和关节被动力矩.基于计算结果,结合评价指标,分析制孔末端执行器的安装方式对机器人的可达性、可操作性、关节使用度及制孔位置精度的影响,结果表明同轴式安装消除了压紧力对机器人第5轴的被动力矩,有利于提高加工孔的位置精度;悬挂式安装使机器人的可达性好;侧面式安装使机器人的可操作性好,增加了机器人的运动灵活性和减少了关节使用度.     

基于Python语言的发动机螺栓连接滑移分析和设计改进

针对发动机中普遍存在的螺栓连接滑移现象,采用Abaqus软件对安装座和平台的螺栓连接模型进行螺栓接触分析,通过Python语言对Abaqus软件的后处理进行二次开发,得到了螺栓实际滑移量计算的方法和自动后处理脚本程序;通过已有数据验证了仿真方法的准确性;分析了某空调压缩机安装支架的螺栓连接滑移情况,预测了发生最大滑移的螺栓孔位置;通过改进设计,降低了螺栓滑移量,提高了螺栓连接的可靠性。     

轨道车辆产品装配过程螺栓拧紧方法的探究

在轨道车辆产品制造业中,将各种零部件装配成整车的过程,需要很多种不同类型的联接,比如焊接、螺栓联接和粘胶联接等。其中螺栓联接是最重要的联接方法之一。由于螺栓联接可以获得很高的联接强度,又便于装拆,具有互换性,通过标准化实现了大批量生产,成本低而且价格便宜,经常被应用到牵引装置、制动控制装置和风源装置等重要位置的装配中。故螺栓的拧紧质量直接影响到轨道车辆产品的安全性和可靠性。论文在阐述机车制造型企业装配过程质量控制的基础上,就其如何实施装配过程螺栓拧紧方法,笔者提出了几点看法和建议。     

基于力反馈牵引力导引的机器人辅助装配技术研究

针对飞机总装过程中人工操作存在的诸多局限性,提出了一种基于力反馈牵引力导引的机器人辅助装配技术。在机器人末端安装六维力传感器,通过重力补偿算法获取施加在工件上的外力和外力矩,然后根据外力和外力矩设置机器人末端位置的修正量,从而实现操作人员对机器人的导引。在此基础上,设计了机器人辅助装配专用控制软件,可以对辅助装配的模式和控制参数进行设置。实验结果表明,该辅助装配技术对工件的重力补偿误差为3.87%,可以实现对工件重力的有效补偿,从而能够准确获取外力;当对工件施加外力时,工业机器人能够平稳地按照操作人员的意图进行平移和旋转。     

基于视觉与位置检测的机器人定位矫正系统研究

随着智能化和自动化的发展,机器人智能装配应用在越来越多的领域,为了让机器人更好地服务,越来越多的研究方向是为机器人安装了视觉引导系统。而将机器人的控制系统和视觉引导系统统一,目前比较常用的方法是手眼标定法。但对于装配过程中圆周度要求比较高的枪体部件和目标孔,还需要检测出目标孔相对于机器人的姿态数据,进行相应的姿态调整,使得装配满足要求。以圆柱形枪体部件与平面凸出目标孔的装配为研究对象,研究出一套更加简单、实用的机器人定位矫正系统,并在实验的基础上对其可行性验证。     

基于机器视觉的协作机器人装配汽车外饰条的应用

利用光栅传感器结合旋转编码器跟踪双板链输送线上车辆位置,利用激光测距仪引导视觉拍照系统至车辆Y向等距位置,通过视觉系统定位车辆相对协作机器人执行机构的位置。在周边设置稳定光源,不同颜色车辆的差异化图像处理,使定位成功率达到99.8%。协作机器人接收视觉系统X、Z坐标信息,通过力控方式,按设定轨迹完成装配过程。通过验证,该过程轨迹100%覆盖装配点,装配点受力完全满足技术要求。     

机器人自动制孔系统精度标定方法研究

机器人制孔系统是实现飞机自动化装配的重要设备,制孔作业前的精度标定是保证系统各项指标满足生产要求的关键环节,以往对系统进行简单的单次制孔标定无法全面掌握各个维度上的精度指标。针对位置补偿、孔位、法向、孔径及锪窝深度精度,分别提出了精度标定方法,并利用飞机装配站位上投入使用的满足精度要求的制孔系统进行检验,结果表明所提出的标定方法和测量实际产品所得结果有良好的一致性,能够用于自动制孔系统的快速标定。