基于ROS的工业机器人及AGV的视觉协同控制系统

当前自动化上下料的机器人之间仍各自独立运行，上下料位置固定缺乏柔性，智能化程度低。针对以上问题设计了基于ROS的工业机器人及AGV的视觉协同控制系统，用以实现智能化、柔性化的上下料工作。在ROS系统上，基于全局视觉与改进ArUco tag识别技术，开发了机械臂和AGV的识别与控制模块，实现了两种机器人在全局视觉下的识别与路径规划；并基于动态指令技术和ROS主从机通讯技术，实现了所开发ROS系统与机械臂和AGV的可靠通讯；最后，考虑不同机器人的协作规则和目标位姿计算方法，结合上述机器人识别与控制模块，提出了一种机械臂与AGV的视觉协同控制方法。实验测试表明，该系统能够实现多机器人的识别、控制与协同，工件托盘能够通过AGV按照要求实现任意指定位置的上下料接驳，具有良好的稳定性与柔性。     

基于ROS的全向移动机器人控制系统的设计与实现

文章基于开源机器人操作系统(ROS)设计了一套低成本、高性能的移动机器人控制系统方案。该方案基于分层控制的理念将移动机器人的控制系统分为应用层、决策与规划层和运动控制执行层,各层次功能明确,层次间低耦合,易于移植和维护。应用层融合了物联网技术解决了移动机器人平台与用户端的通信问题;决策与规划层基于ROS实现机器人的即时定位与地图构建,并根据机器人状态以及用户命令实现机器人室内导航功能;运动控制执行层基于Free RTOS实时操作系统实现对机器人运动状态的实时控制,并采用了三轮全向移动的控制方式,运动方式更加灵活。     

基于ROS的机器人运动控制研究

当前机器人控制研究成本高、效率低下,机器人操作平台ROS(Robot Operation System)开源编程资源丰富,是机器人控制研究的有效工具。为拓展机器人在非结构环境下机器人视觉受限的运动能力,文章基于ROS平台进行了机器人触力觉信息感知的运动控制方法研究。在ROS平台下机器人运动控制命令以消息发布订阅的形式传递,实现机器人在夹持操作后的运动规划控制。搭建机器人平台并进行了相关实验,验证了在ROS平台下与机器人通信并控制其运动的可行性。     

枕簧智能组装机器人系统方案设计与分析

目前，铁路货车转向架检修过程中的枕簧组装均采用人工作业模式，存在作业强度大、操作空间狭窄、有安全隐患和效率低等问题，迫切需要自动化和智能化组装设备。基于转向架枕簧的组装工况分析，研发一种智能组装机器人系统，代替人工实现枕簧的自动组装。机器人系统包括顶升装置、中转机器人、中转平台、组装机器人和斜楔支撑机器人等5个模块，通过模块的交互与协同控制完成枕簧的自动组装。介绍了机器人系统的总体方案和各模块方案设计。利用ADAMS软件对六轴机器人进行轨迹仿真分析，得到机器人系统工作的最优轨迹。     

旋翼飞行机器人的结构设计与动力学建模研究

为了实现旋翼飞行机器人与外部环境交互作业,设计了一种带有机械臂的新型飞行机器人系统,并应用空间算子代数理论对计及刚柔耦合多体系统的旋翼飞行机器人系统进行了递推动力学建模。首先,考虑到旋翼飞行机器人的运动状态、质量比与工作需求,设计了一款通过六旋翼飞行器加装2自由度机械臂的新型旋翼飞行机器人系统。其次,采用空间算子代数理论实现基于刚柔耦合的旋翼飞行机器人正向与反向递推动力学建模。最后,通过编制动力学仿真程序和飞行实验对文中所提算法的有效性进行了验证。结果表明:基于空间算子代数的刚柔耦合递推动力学建模方法计算效率高,仿真结果与实验数据基本吻合,具有一定的工程实用价值。     

基于开放平台的机器人视觉抓取控制系统设计

设计了一个基于开放式运动控制平台的机器人视觉抓取控制系统。该系统将视觉技术与机器人运动控制系统相结合,采用模块化设计,利用TCP/IP网络实时传输实现信息交互,机器人在视觉引导下完成复杂条件下的抓取作业,系统的可靠性、实时性及可扩展性都得到了提高。该系统应用于自主研发的4轴关节式机器人,运行稳定可靠。     

基于视觉伺服的机器人作业系统研究

在分析了机器人离线编程后,提出了一种基于视觉的机器人控制方法.经过图像采集卡控制相机采集作业对象信息、对图像进行二值化处理、边缘检测、特征量计算、相机标定等步骤后,根据作业对象特征形成机器人控制信息.再调用MOTOCOM32库函数与机器人通信,实现对机器人的实时控制.实验完成了预定的作业任务,并证明了该方法的意义和实用价值.     

基于数字孪生的工业机器人虚实联动系统开发

为实现工业机器人与数字孪生体之间数据的双向驱动，基于数字孪生系统架构，开发一种工业机器人虚实联动系统。在Unity3D中搭建虚拟场景，建立关节控制、末端点位控制、末端轨迹控制等多种方式实现虚拟机器人的仿真运动。基于TCP/IP协议的Socket网络通信模式，利用双向传输的机器人位姿状态等数据驱动虚实模型同步运动。经测试，该系统具有良好的实时性与沉浸性，能够满足工业机器人的实时监测与可视化控制要求。     

基于Sysmac自动化平台的Delta机器人控制系统设计

为了提高Delta机器人在自动化拾取作业中的控制精度、速度及系统的实时性和可靠性,提出基于欧姆龙Sysmac自动化平台对Delta机器人控制系统进行设计,采用NJ系列机器人控制器和控制用高速网络EtherCAT,将机器人的运动控制和周边运动的逻辑控制进行统一,实现一体化控制,并通过视觉系统判断抓取对象的位置偏差,实现精确定位,展现机器人与视觉系统的完美配合。验证工作基于Delta机器人的动态抓取实验平台展开,顺利地完成了"检测—跟踪—抓取—搬运"实验,实验结果充分证明了方案的可行性。     

基于工业机器人的电梯厅门装配系统设计

在分析了新国标电梯厅门结构和装配特点的基础上,提出了一套基于工业机器人的电梯厅门自动化装配方案。该系统主要由门板上线单元、涂胶单元、人工放筋单元、机器人无铆钉连接单元、预留单元以及安全防护单元和控制单元组成。控制单元基于PLC和上位工控机设计,通过Device Net协议,实现机器人与主控PLC的数据通信,利用触摸屏和上位组态软件对整个系统的生产状态进行监控。该系统可自动完成电梯厅门的涂胶和无铆钉连接作业,实现了新国标电梯厅门的自动化装配。实践证明,该系统提高了工厂的自动化水平、减少了工人劳动强度,降低了劳动力成本。     

开放式弧焊机器人系统控制软件的开发

基于Visual C 开发环境和PComm32PRO动态链接库,采用多文档模板技术和动态菜单技术开发了开放式弧焊机器人系统的控制软件.首先,分析了作为机器人遥控焊接系统组成部分的焊接机器人的控制软件的功能需求与构成;然后,分别开发了作为单独的焊接机器人所需的控制软件模块,包括运动控制模块、在线指令模块、状态监控模块和运动程序模块四个模块.最后,通过对开发的机器人控制软件系统的实际应用,表明开发的各个软件模块的正确性和稳定性,对机器人控制的有效性,同时也发现该软件系统对用户的使用非常方便、简单.     

数控机床健康诊断图形化动态交互平台的开发

为实现对数控机床智能化的状态监测与故障诊断,通过对数控机床健康诊断系统分析模型与交互特性的分析,根据数控机床故障类型与结构特点,利用Python开发一个图形化交互的数控机床健康诊断系统的动态交互平台,详细设计了系统的总体架构、数据采集模块、数据处理模块、诊断服务模块、人机交互界面。该平台可实现数控机床的动态监控、故障分析、状态数据显示及信息的发布与预警功能。     

LabVIEW在机器人弧焊作业仿真中的应用

提出一种基于LabVIEW环境开发的虚拟控制台,用于控制弧焊机器人的作业仿真过程。根据系统的功能需求,设计了仿真系统的控制流程。建立了控制台功能模块,包括几何模型、运动模型及驱动数据、作业信息统计与采集,分析了功能模块间的相互关联、调用的方式。仿真模拟的结果表明,按上述设计的虚拟控制台能很好地实现对弧焊作业仿真过程的控制。     

基于ROS的全向移动机器人定位导航系统研究

针对传统移动机器人自主运行能力不足及系统设计困难的问题,以自行设计的四麦克纳姆轮全向移动机器人为研究对象,根据层次化和模块化的思想建立了基于混合硬件架构的全向移动机器人定位导航系统的总体设计框架,建立了基于机器人操作系统ROS(Robot Operating System)的实验平台,分析了基于激光雷达的移动机器人Fast-SLAM算法,通过搭建软硬件系统,对机器人的即时定位与地图构建功能进行了测试,对路径规划能力进行了实验。结果表明,该系统能够实现全向移动机器人在未知环境下地图的实时构建,且拥有良好的全局导航及局部避障能力。研究成果对全向移动机器人定位导航系统的研究具有一定参考价值。     

基于CORBA技术异构机器人监控系统平台的研究

工业生产线上的分布式异构机器人工作过程中需要数据交互服务,通过引进软件开发中的CORBA技术,屏蔽了异构机器人之间底层硬件和上层软件的异构性,对异构机器人系统的集成技术进行了研究。实现了基于CORBA技术的异构机器人之间数据交互的监控系统平台。极大方便了整个生产线的协调工作。     

基于Android的焊接机器人移动远程示教控制系统研制

设计并编写了一种基于Android操作系统的焊接机器人示教操作控制系统,示教系统通过Wi-Fi对机器人进行无线远程控制。焊接机器人主控芯片为STM32F103ZET6,在焊接机器人电机控制器中加入了CAN 2.0通讯接口以实现控制电机运动。使用Eclipse软件开发Android示教系统,利用Android系统的控件创建人机交互界面。测试结果显示,该示教器性能稳定,实现了程序管理与修改的功能,准确地模拟并实现了焊接轨迹。     

无缆式城市排水管道清淤机器人的通讯设计

根据无缆式排水管道清淤机器人的控制要求,其控制系统采用了3个S7-200 PLC,机器人内部的两个PLC之间利用PPI协议实现通讯,而地面PLC与机器人内部PLC之间则通过无线通讯完成数据传递.实践证明,该设计策略很好地解决了管道清淤机器人与地面操作人员之间的信息交互问题.     

柔性输电线-带电作业机器人刚柔耦合特性分析

输电线路带电作业机器人通过双轮行驶于高压电缆,刚性的机器人系统和柔性的输电线路之间构成了复杂的刚柔耦合系统,特别是在刚性系统和柔性系统的轮线接触处表现出较强的非线性复杂耦合特性。为保障机器人作业过程的稳定性,获取较好的作业动态性能,分别建立了柔性导线、刚性机器人以及柔性导线-刚性机器人的耦合动力学模型。基于该模型,在ADAMS中分几种不同典型工况对带电作业机器人线上作业行为的动力学特性进行了仿真研究。通过仿真特性曲线一方面验证了刚柔耦合动力学模型的有效性,另一方面通过仿真模型得到了合适的机器人动力学参数,从而实现机器人作业优化与控制。最后在带电线路进行现场引流板紧固作业试验,结果也验证了所提出的刚柔耦合动力学模型的工程实用性。     

基于CC-Link总线方式的机械加工自动线控制系统设计

针对机械加工行业自动化生产线信号交互量大、逻辑处理复杂、系统配线量大等问题,使用三菱Q系列PLC,采用CC-Link现场总线方式,实现了某零件加工自动化生产线中机器人、机床、料道等设备之间信号和数据的交互。根据设计的CC-Link网络连接图,详细介绍了CC-Link网络参数的设置。通过举例给出了信号交互的PLC控制程序。使用MELSOFT GT Designer3软件开发了自动化生产线监控系统,该系统可以实时监控设备的运行状态,并对CC-Link进行网络诊断。最终实现了汽车行业某零件加工自动线的控制和报警诊断。     

多机器人柔性焊接的主从协调运动控制系统设计

针对机器人柔性焊接领域,设计实现了一种多机器人主从协调运动控制系统.该系统采用集中控制架构和周期同步位置模式,基于通用的多机器人主从协调运动控制算法,完成从动机器人的协调运动目标矩阵计算,并设计了机器人控制器的主从协调运动控制流程及相应的编程指令集,最后采用4台凯尔达KR1440机器人组成多机器人柔性焊接系统,通过典型主从协调焊接任务的示教编程再现试验,实现了多机器人主从状态的在线切换功能,验证了多机器人主从协调运动控制系统的有效性,为进一步提高机器人焊接系统的柔性水平提供了技术基础.