成捆圆钢端面标牌自动焊接系统的研究

为实现成捆圆钢端面标牌焊接的自动化,设计一套以双目视觉测量引导的基于工业机器人的标牌自动焊接系统。整个系统主要由工业机器人、双目视觉识别系统、焊钉送料系统、标牌制备系统、末端操作器、控制系统等构成。双目识别系统采用双目相机扫描成捆圆钢端面,得到焊接位置坐标;焊钉供料系统实现焊钉的分料传送,标牌制备系统通过激光打标机将圆钢生产信息制作在标牌上,并将标牌输送到指定位置;末端操作器由工业机器人带动实现焊钉与标牌的抓取、定位焊接以及掰断焊钉尾部等操作;焊接控制系统中工控机与机器人、PLC、双目视觉测量系统等进行通信,完成标牌焊接的自动化流程。     

圆钢端面贴标机器人机构构型综合

根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景,采用基于输出自由度和方位特征集的机器人拓扑结构综合方法,给出满足成捆圆钢端面贴标的机器人机构设计原则和步骤,根据贴标需求及输出自由度分析得到圆钢端面贴标机器人宜选用混联机构,其中3个移动自由度由并联机构实现,2个转动自由度由串联机构实现,根据方位特征集分析得到贴标混联机器人并联机构的拓扑结构,分析串联结构的构型设计出面向圆钢端面贴标应用的混联机器人构型。提出的面向特殊应用的混联机器人拓扑结构综合对于特定工业应用的机器人设计具有一定的实践意义。     

机器人力／位传感器ⅡR数字滤波器的优化设计

数字滤波器的设计无论是传统的频率变换法，还是优化设计的方法，都需要了解和掌握一些基本的数字信号处理方面的专业知识．为了让数字滤波器的设计摆脱这些信号处理专业知识的限制，提出了一种数字滤波器参数的优化设计方法．该方法只需了解ⅡR数字滤波器的基本结构，明确传感器信号的频率范围，就可以用一种智能优化算法对滤波器参数进行优化．在Matlab环境下开发了粒子群优化算法的程序并进行了仿真试验，试验结果证明了该方法的有效性．     

基于单片机的机电调平试验系统研究

自动调平系统在工程车辆上应用非常广泛,快速、精确、高可靠性的自动调平系统对提高车辆的机动能力起着决定性作用。在对液压和机电调平方式各自的优缺点进行分析的基础上,提出了一种基于单片机的机电式自动调平系统实现方案,对比了不同调平支撑方式的特点及其对精度的影响,并对系统硬件的构成及调平方法进行研究,建立起了基于单片机的四腿调平机电式调平试验系统,为研究实际系统奠定了硬件基础。     

双臂液压钻车的运动学分析及优化

为了实现双臂钻车的自动化打孔,对其进行运动学分析和优化计算。优化计算的目的是要找到液压钻臂各个关节的合适的角度位置,能够在钻车工作时实现确定的位姿。采用粒子群算法在MATLAB环境下计算并得出最优解,结果证明粒子群算法能有效解决两臂钻车的运动学计算。为了方便操作和审核,建立了用户界面并生成了.exe文件,从而为钻车自动化打孔奠定了技术基础。     

多通道步进电机控制器设计及Linux驱动的实现

采用串行外设接口(SPI)和现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种能够实现多通道步进电机控制的通用控制器,给出了以S3C2410为控制芯片的Linux驱动的实现方法,试验表明该控制器可以实现对8个步进电机的控制.     

混联贴标机构运动学分析及工作空间研究

根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景提出一种新型3T2R混联机构,该机构由3-RRP~(4R)R并联机构和2自由度旋转串联机构串接而成。提出运用两次蒙特卡洛法相结合的办法求解混联机构工作空间。建立混联机构运动学模型,根据并联机构的几何关系得到反解方程,并确定并联机构工作空间的约束条件,采用蒙特卡洛法得到并联机构工作空间内的点集;根据坐标变换矩阵求得串联机构运动学正解及混联机构运动学正解,并将并联机构工作空间内的点坐标代入混联机构位置正解中,采用蒙特卡洛法得到混联机构的工作空间内的点集。     

闭链级联式机器人基于旋量理论的运动学分析方法

闭链级联式机器人由若干个平面四杆机构和空间杆机构串联而成,将这些杆机构中从基座到操作端最短的开链定义为主运动链,这样闭链级联式机器人的运动学分析就转化成了一个开链和若干个单闭链的运动学分析问题。主运动链的运动学分析采用指数积公式。主运动链的关节位置和速度信息可以由各个关节所在的单闭链的运动学分析得到。平面四杆机构和空间六杆机构的运动学分析可以通过建立闭链的结构方程来实现。最后综合主运动链和各个单闭链的运动学分析的结果即可得到主运动链关节空间与末端执行器位形空间的位置和速度映射关系,从而完成整个闭链级联式机器人的运动学分析。     

特钢棒材标记方案设计与信息码识别

为了解决特钢棒材信息跟踪的问题,提高生产智能化水平,搭建了基于机器视觉的特钢棒材端面信息码识别系统。根据车间环境和特钢棒材端面特征,提出了水平双标志点的标记方案,并针对该标记方案提出了一种信息码图像识别方法。该识别方法提取了字符二值图像灰度共生矩阵与区域连通域面积两组特征,建立特征模板库,利用特征模板库对特钢棒材端面信息码进行识别。结果表明,基于水平双标志点的标记方案能够满足特钢棒材身份标记需求,信息码图像识别方法可有效解决特钢棒材端面信息码的自动识别问题,提高钢厂自动化和智能化水平。     

圆钢端面贴标混联机器人雅可比矩阵求解

圆钢端面贴标混联机器人由并联机构串接串联机构组成。根据微分变换法的计算特点,逐列计算贴标混联机器人雅可比矩阵。采用微分变换法对并联机构运动学约束方程求导获得并联机构雅可比矩阵。在建立串联机构D-H参数的条件下采用微分变换法得到其雅可比矩阵。对照并联机构和串联机构在混联机器人的结构中的位置,将其雅可比矩阵代入到混联机器人雅可比矩阵相应的列中,进而得到贴标混联机器人整体的雅可比矩阵。圆钢端面贴标混联机器人雅克比矩阵的求解为进一步工作空间分析和尺度综合提供了依据。