基于MATLAB的IRB2400工业机器人运动学分析

以IRB2400工业机器人为研究对象,对其机构和连杆参数进行分析,采用D-H法对机器人进行正运动学和逆运动学分析,建立运动学方程。在MATLAB环境下,运用Robotics Toolbox工具箱进行建模仿真,仿真结果证明了所建立的运动学正、逆解模型的合理性和正确性。     

基于位姿分离算法的冗余机器人逆运动学分析

针对冗余机器人逆运动学求解复杂、实时性差的缺点,提出一种基于冗余机器人位姿分离的逆运动学求解算法。该算法以腕点矢量为目标,计算冗余机器人位置关节的逆解及位置关节对腕关节的误差补偿,得出腕关节逆运动学解。通过建立基于运动轨迹的逆运动学约束泛函,对冗余机器人的逆解进行了优化。得到机器人关节运动特性随约束泛函的变化曲线以及关节逆解的优化解流形。     

基于扩展任务的双臂机器人位姿优化

为了能够在不修改工业机器人控制器的逆解算法的前提下对双机械臂系统进行位姿优化,同时要求以双臂各向同性指标为强化目标,设计出基于扩展任务的双臂姿态优化方法。首先对双臂机器人的协作任务进行了运动学分析与建模,然后基于最近被提出的一种新型的通用冗余机械臂位姿优化方法对双臂位姿优化进行数学描述,并表明了优化指标-双臂各向同性指标的几何和物理意义。再利用蒙特卡洛采样方法和非线性回归拟合出了主机械臂在操作空间的位姿与协作任务的位姿之间的数学关系,即扩展任务的数学模型。最后在ABB Robot Studio机器人仿真软件中对双臂系统进行主从协作运动任务的仿真,结果表明:利用扩展任务的优化方法可以实现以各向同性指标强化为目标的双臂系统的位姿优化,可以使两只机械臂都远离肘关节奇点和肩关节奇点,并且表明本质上还可以减小机械臂的条件数的值。     

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。     

基于RobotStudio机器人视觉位姿引导虚拟仿真

以工业机器人ABB6700为例设计的生产搬运工作站,利用工作站的布局和轨迹规划解决生产上的实际问题,利用仿真软件设计了机器人搬运生产线的仿真工作站,在仿真中首先搭建三维布局,其次建立工件和工具坐标系,搭建上料皮带和视觉smart组件,在传送带上实现工件的布局,完成机器人搬运工作站的离线编程和仿真。     

基于位姿变化的钻铆机器人刚度优化

钻铆机器人广泛应用于航空薄壁件加工装配中,当末端配备重载执行器进行钻铆作业时,因受到自身重力和横向切削力的影响会导致末端变形,加工质量变差,工业机器人这种弱刚性限制了其在精密加工领域的发展。以工业机器人自动钻铆系统为研究对象,建立运动学模型;选择合适的试验进行关节刚度辨识;在刚度模型基础上定义关节刚度性能指标;并通过粒子群优化算法寻找工业机器人作业时刚度最大位姿,确定所处位姿的关节角参数。通过选择合适的加工位姿提升工业机器人的刚度性能,保证孔位加工质量,提高生产效率,也可避免危险事故的发生。通过以上研究,可以求得符合钻铆工况下刚度最优的机器人工作位姿,并在假设实验中,验证了该姿态优化方法的可行性和有效性。     

基于六维鼠标的机器人位姿控制研究

机器人的直接示教能够降低机器人在制造企业中的应用难度,缩短其示教时间。提出一种基于六维鼠标的机器人示教操作方式。鼠标通过USB与机器人控制器连接;控制器收到鼠标数据后对鼠标坐标系下的数据进行坐标系转换;转换后的数据进入控制器内部的轨迹控制器,以实时地根据鼠标数据生成机器人移动轨迹;生成的轨迹再经过逆解后作为指令传入各轴伺服实现对机器人的控制。该示教控制方式基于Sinomach IT机器人实现,并在某Sinomach IT SR07L机器人上进行实验。结果表明:该控制方案可以有效根据六维鼠标控制机器人位姿。     

基于熵不确定性概念的机器人位姿精度理论体系

本文在指出传统的机器人位姿精度理论研究不足的基础上，提出利用信息熵的概念来研究机器人的位姿精度，简要介绍了基于熵不确定性概念机器人位姿精度理论的体系结构，具体包括精度模型的建立，位姿精度分析方法，位姿精度优化综合方法以及位姿精度分析的计算机仿真系统，最后，说明了用基于熵不确定性概念的机器人位姿精度研究方法解决现有机器人位姿精度理论研究虽存在问题的办法。     

机器人位姿误差建模方法综述

本文就国内外近年来比较流行的机器人位姿误差建模矩阵法和矢量法进行综合介绍,通过对每种方法的提出、主要公式推导、特点和应用情况的详细论述,可便于同行对机器人位姿误差建模方法的研究现状有所了解而进行深入研究或在实际中加以合理应用。     

四自由度串并联机器人的位姿误差分析

介绍四自由度垂直移动关节与回转关节组合式串并联机器人的机构特点和机器人位姿误差分析的"小位移摄动法",利用该方法建立该构型机器人的位姿误差分析模型,通过仿真实验分析机器人广义坐标偏差和结构偏差对机器人末端位置误差的影响。仿真结果表明角度误差对机器人末端位置误差的影响较大,结构误差对机器人末端位姿误差的影响不大,证实该位姿误差模型的正确性,为机器人的位置误差补偿及精度优化设计提供参考。     

IRB4400喷涂机器人运动学分析研究

喷涂机器人的运动学分析是动力学控制和轨迹规划的理论基础,为提高运动学求解效率,以ABB IRB4400喷涂机器人为研究对象,在Robotics Toolbox中对其建立了D-H模型,进行了正运动学分析。并针对机器人一般逆运动学求解方法复杂低效的问题,研究了BP神经网络智能算法在该型机器人逆运动学求解中的应用。运用正运动学分析结果,在Matlab中利用蒙特卡洛法编程实现了机器人的工作空间仿真,利用神经网络算法求解得到的逆解进行了轨迹规划仿真,得到了机器人工作空间仿真图,连续光滑的关节角、角速度和角加速度曲线图。从而验证了机器人建模的正确性、正运动学分析的合理性和逆运动学算法的有效性,为实际编程作业效率的提高提供了参考。     

基于熵不确定性概念的机器人位姿精度理论(六)——位姿精度分析的计算机仿真系统

基于熵不确定性概念的机器人位姿 精度评价指标的大小同机器人各参数误差的大小及其概率分布有密切的关系。本文将建立机器人位姿精度分析的计算机仿真系统，利用统计模拟方法，通过改变由机器人机构误差源误差引起的各参数的大小及概率分布，考察评价指标的相应变化，找出影响评价指标的因素。     

机器人位姿精度理论研究现状及展望

本文分析了机器人位姿精度理论的研究现状, 指出其欠缺之处, 从信息论的观点出发, 探索利用信息熵的概念来研究机器人的位姿精度理论, 建立了机器人位姿信息传输模型, 并对它有望弥补解决目前机器人位姿精度理论中研究不足的可能性进行分析探讨。     

基于刀具位姿的多轴数控机床运动链构建

现有数控机床(CNC)运动链构建方法多只适用于二、三轴等简单数控机床,且缺乏高效的理论分析基础和工具,针对此问题,文中选用几何分析方法,通过分析刀具在工件表面上的运动轨迹,并结合刀轴矢量规划方法,有效地解析了刀具的位姿关系;通过齐次坐标变换,有效地将数控机床运动链在工件和刀具之间的运动传递功能函数化;构建并求解刀具位姿矩阵方程组,获得一种适用于含有复杂曲面且多轴的数控机床运动链的构建方法。     

基于双目视觉的水下对接焊缝跟踪机器人位姿调节

分析了机器人末端姿态调节原理,利用所搭建的双目视觉系统采集到水下对接焊缝图像,图像经过滤波去噪、模糊增强、图像边缘特征及检测后,获取两条边缘线的特征元素。根据这两条边缘线求出水下对接焊缝中心线,再找到中心线上的匹配点;根据匹配点前后扫描,得到与焊缝边缘线相交的四点,采用四点法求取水下对接焊机器人的末端位姿。最后根据所构造的焊枪位姿与机器人位姿的模型,得到焊枪的姿态。试验证明,本文提出的算法,位姿调节偏差较小,能满足水下对接焊缝跟踪的要求。     

3PRS并联机器人位姿误差规律研究

介绍了3PRS并联机器人的模型、位姿误差计算方法,对位姿误差与结构误差、驱动误差的关系进行了分析.研究结果表明:各误差源对位姿误差的作用相互独立;在给定的任意位置,机器人位姿误差与结构误差、驱动误差有强的线性关系;各误差源引起的位姿误差大小在整个工作空间的分布可以以驱动参数为变元,用相对简单的三元二次函数近似表达.     

基于Hermite方法的机器人任务空间二阶平滑位姿路径构造

机器人任务空间的路径构造一直是研究者们重点关注的对象,更加平滑的路径对于机器人运动尤为关键。提出一种机器人任务空间二阶平滑位姿构造方法。位姿路径分为位置路径与姿态路径,用直线和圆弧来表示基本的位置路径,用四元数来表示姿态路径。根据环境给定的过渡区域,基于Hermite方法分别构造位置和姿态路径的过渡曲线,并设计高效易懂的数值积分算法实现位姿路径长度的计算,然后综合数值积分和二分法查找算法实现给定路径长度的插值计算。最后,在MATLAB软件上进行数值仿真分析,验证了所提算法在机器人任务空间二阶平滑位姿路径构造方面的有效性。     

基于3D视觉的机械零件位姿分析

针对工业制造领域中存在的弱纹理或无纹理的机械零件位姿估计问题,以DenseFusion网络为基础,提出了一种基于3D视觉的机械零件位姿估计方法。首先,依照工业制造场景构建了用于网络训练和测试的机械零件仿真数据集;其次,使用目标零件分割出的深度图像构建点云,对其进行曲率下采样处理,提高关键点的质量;最后,将颜色特征、点云特征和法线特征融合,使用融合特征回归目标零件的6D位姿。在构建的机械零件仿真数据集和LineMod公共数据集进行了实验和比较,其结果表明了所提出的方法相较于同类其他方法具有更高的准确率,更好的收敛性能,对于弱纹理或无纹理的机械零件有较好的位姿估计效果。     

打磨机器人不同位姿下的刚度特性研究

针对机器人在加工应用中的弱刚性问题,对串联机器人打磨过程中的位姿进行优化以提高操作刚度。文章以ABB公司IRB6700六自由度串联机器人为研究对象,研究了该机器人在不同位姿下的刚度特性。首先以该型号机器人的连杆及结构参数,建立机器人各连杆坐标系,推导出其运动学方程及雅克比矩阵。其次忽略机器人臂杆刚度,建立了考虑关节刚度的机器人末端静刚度模型。最后研究了机器人在不同位姿下的刚度特性,以优化机器人末端刚度为目的,得到了该型号机器人在本打磨工况下的最优加工位姿。     

基于ABB机器人的工件参数设置系统设计

针对工业机器人应用中,由于工件布局变化或近似工件替换造成的转产调试问题,提出基于ABB工业机器人的工件参数设置方案,包括根据布局参数的工件坐标运算程序的设计和根据形状参数的Offs数据运算程序的设计。通过设计三菱PLC与ABB机器人的RS232通信程序,实现触摸屏、PLC、机器人三者协作的系统通信。在通信基础上,设计实数传输模块以及系统流程,从而实现通过触摸屏设置工件参数,即可完成机器人作业轨迹的调整再现。该设计达到了提高ABB机器人工作站柔性,提高生产效率的目的。