三维可视化的喷涂机器人离线轨迹规划系统

传统的喷涂机器人采用人工示教的方式生成喷涂轨迹,该方法依赖工人经验,规划时间长,且不能产生最佳轨迹。为克服这些缺陷,提高喷涂机器人的喷涂质量与喷涂效率,文中通过对喷涂机器人喷涂过程建模、喷涂路径规划、喷涂过程仿真进行深入的研究与分析,建立了喷涂机器人离线轨迹规划与仿真系统整体框架。在此基础上,采用MFC和OpenGL开发了完整的离线轨迹规划与仿真系统,该系统能够针对不同的工件生成正确的轨迹,并能够进行三维可视化的仿真及效果显示。     

基于计算的工业喷涂机器人基本参数设计方法

设计与确定机器人参数需要在各项性能之间进行折衷,常常是一个耗时的迭代过程。本文提出了一种工业喷涂机器人基本参数确定的一般方法。通过喷涂机器人的设计与开发过程,基于机器人建模方法,归纳出机器人基本参数对各项性能尤其是工作空间特性的影响因素与规律,并在此过程中上分析了其结构参数对机器人工作空间和性能的影响,从而得出了机器人工作空间特性与结构参数之间的内在联系,为工业机器人的设计提供依据。     

基于机器视觉的喷涂机器人轨迹规划与涂装质量检测研究综述

随着智能喷涂技术的快速发展,机器视觉在喷涂机器人系统中的研究和应用引起广泛关注,合理的喷涂轨迹能保障油漆厚度均匀、减少漆膜缺陷产生,并且融合涂装质量检测技术形成闭环的喷涂系统.鉴于此,针对机器视觉在喷涂机器人轨迹规划与涂装质量检测中的研究进行综述.首先,对喷涂系统在现代产品制造中的快速发展所面临的机遇、挑战和机器视觉技术进行介绍;然后,综述基于机器视觉技术的喷涂机器人轨迹规划和涂装质量检测的研究成果,对基于机器视觉的喷涂机器人轨迹规划方法,包括待喷涂工件的三维重建、基于点云数据的喷涂轨迹自动规划和基于视觉伺服的喷涂轨迹补偿进行分析和讨论,并重点介绍机器视觉在涂装质量检测中的应用与研究现状,从数据增强和模型选择两个方面,对不同任务中基于深度学习的涂装质量检测算法性能的改善提供潜在解决方案;最后,总结与展望机器视觉技术在喷涂机器人轨迹规划与涂装质量检测中的研究方法和思路,为喷涂系统朝着智能化、柔性化的方向发展提供参考.     

高层建筑喷涂机器人系统研究

本文论述了用于高层建筑外墙面装饰材料喷涂作业的喷涂机器人系统，着重论述了 该机器人系统的组成和特点、机器人支援系统和机器人本体结构的设计，讨论了机器人控制 系统的结构原理，并对机器人控制系统的实现和基于传感器的任务调度机制进行了深入的探 讨．     

基于OPC和.NET平台的喷涂机器人监控系统设计

机器人监控系统是工业机器人应用的关键技术之一。论述了一种实用的针对喷涂机器人工作环境的上位机监控系统的设计和实现。该监控系统采用国际通用的OPC过程控制协议标准,实现了上位机与作业现场的机器人控制器之间的通信。而上位机客户端采用.NET平台进行开发,设计了面向喷涂工艺的支持多机器人的WinForm程序。整个设计满足了控制的需求,并且保证了系统的实时性。     

基于IPC和PMAC的喷涂机器人控制系统

以工业级计算机IPC和DSP作为喷涂机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)的开放式机器人控制系统.系统采用双微机分级控制方式和模块化结构软件设计,上级IPC负责系统管理和路径规划,下级PMAC则实现对各个关节的位置伺服控制和多个关节的协调控制,满足了喷涂机器人实时性控制的要求.系统采用电流、速度为内环.位置为外环的三层半闭环的关节运动伺服控制方法,保证了关节的位置精度.     

基于DPRAM的数据实时采集系统的研究

文章介绍了PMAC运动控制卡数据读取的几种方式,分析了各自的优缺点.以六自由度喷涂机器人控制系统为例,在Microsoft Visual C#开发环境中设计了基于DPRAM技术的数据实时采集系统,对喷涂机器人的电机状态信息进行实时监控.程序运行结果表明,该采集系统具有良好的实时性和安全性,能满足喷涂机器人对电机状态信息实时监控的要求.     

铁路货车标识智能机器人喷涂路径自动生成系统

为提升铁路货车标识机器人喷涂质量,准确执行标识喷涂指令,设计铁路货车标识智能机器人喷涂路径自动生成系统。通过无线通信模块下达铁路货车标识喷涂指令,系统控制自动导引运载子系统搭载机器人移动至待喷涂工位,同时采用点云技术自动生成喷涂路径,子系统依据生成路径。获取标识漏模库中的标识漏模,结合辅助子系统完成标识喷涂,将喷涂结果图片回传至电气智能控制子系统,实行信息化管理。测试结果显示：该系统能够在不同环境搭载喷涂机器人达到目标位置,且准确避开障碍物。在误差均低于1 mm的情况下,完成指定位置喷涂操作,喷涂重叠率结果 100%,喷涂后的标识视觉效果清晰,没有发生模糊部位。     

一种移动喷涂机器人的高效站位优化方法

为喷涂飞机等大型工件,通常使用移动平台将6DOF喷涂机器人输送到不同站位进行喷涂.本文旨在为当前喷涂路径寻找使得机器人运动学性能最佳的站位.首先提出并利用外腕心的概念对喷涂机器人的空心手腕做球形近似,解决机器人不可解耦问题,并获得了其封闭形式的逆运动学解及位置、姿态和避奇异约束的具体表现形式.而后,基于约束和关节可用度指标,建立了关于站位的单点和连续喷涂任务代价函数,用以定量评估站位对机器人运动性能的影响.最后,通过内罚函数法最小化代价函数,对应的站位即为最佳站位.在平面、圆柱面和圆台面上的仿真实验结果验证了近似模型的准确性和此方法的有效性,且与现有方法相比,算法效率提升了百倍以上.     

配网导线绝缘漆喷涂机器人及控制系统设计

综合嵌入式系统、自动化、虚拟样机、无线通信、智能控制等技术、模块化设计及嵌入式系统方法,设计了配网导线自动喷涂机器人系统;该系统包括线上行走机器人机械移动本体、机载控制系统及地面站三部分,机械本体采用模块化结构形式,机载控制系统采用ATmega 128A8位MCU;地面站软件采用TurboDelphi设计,与机载控制系统之间采用433MHz无线通信形式,系统工作电压为24V;实验表明,该系统最大运行速度约12m/s,最大涂漆厚度2mm,鲁棒性强,可稳定、高效地实现配网导线的绝缘漆自动喷涂作业。     

喷涂工业机器人的机械结构设计

本文主要介绍了喷涂工业机器人的机械结构设计和机器人的防爆系统,并对机器人的手腕结构设计进行详细阐述。     

基于离线编程技术的喷涂机器人第七轴开发

基于离线编程技术的喷涂机器人轨迹生成已成为喷涂机器人控制方法的发展趋势。通过对现有的六轴机器人轨迹生成方案的分析和研究,提出了在喷涂轨迹设计中增加第七轴的方案。该方案通过改变六轴机器人的运动方式扩展了机器人的可达空间,使其能够完成复杂工件曲面的喷涂。实验结果表明,与传统的六轴机器人轨迹生成方案相比,所提出的方案对于复杂曲面的喷涂效果更好,更适于实际工业应用。     

采用示教杆的机器人喷涂轨迹生成方法研究

为了解决汽车局部漆面的机器人喷涂轨迹快速获取需求，提出了一种采用示教杆的工业机器人喷涂轨迹生成方法。该方法设计了1∶1复制工业机器人D -H模型参数的示教杆，并建立了基于B样条曲面算法的喷涂轨迹路径点及姿态生成模型。在方法测试中，介绍了喷涂轨迹生成的实验流程，以汽车翼子板和车门为例，采用示教杆进行表面轮廓点获取与路径位姿生成仿真，最后在协作机器人（负载5kg）进行在机运行测试。测试表明，所提出的方法能够快速获得喷涂目标区域轨迹，验证了方法的可行性。     

技术创新,走在行业前列——访上海ABB工程有限公司制造工业部王彤总经理

本刊记者：2007年12月ABB公司推出了新款高性能小型喷涂机器人,首先请您介绍一下该机器人与以往喷涂机器人技术相比有何差别,技术上实现了哪些突破？ 王彤总经理（以下简称王）：ABB新推出一小型喷涂机器人IRB52,从对客户角度来讲,第一,IRB52是ABB喷涂机器人中最小型的一款机器人,拥有ABB特有的集成工艺喷涂系统（IPS）,这个系统由换色阀、空气与涂料调节阀等组成,确保高质量、高精度的工艺调节,最终实现高品质涂装,并显著减少涂料的消耗。     

基于PMAC的机器人控制器调试系统的研制

以工控机IPC与可编程多轴控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Comroller)相结合的开放式结构作为六自由度喷涂机器人控制系统硬件平台.用Visual C#.NET研制了六自由度喷涂机器人控制器调试系统.包括了速度及加速度参数设置,关节空间运动调试,直角坐标空间运动调试及I/0端口调试四个方面.通过实验验证,该调试系统能够对六自由度喷涂机器人控制器工作的实时性,可靠性,安全性等性能有一个总体的评估.     

玩具喷漆机器人控制系统研究

为实现玩具表面线条的自动喷漆,设计了基于运动控制卡、触摸屏软件的八轴玩具喷漆机器人系统。系统由送料、喷涂、清洗三部分组成。该系统利用运动控制卡的多轴控制通过触摸屏设计轨迹的方法实现对玩具表面线条进行喷涂,以运动控制卡为核心实现玩具表面线条喷涂的整体控制。实验表明:该控制系统完全能够满足玩具喷漆复杂的工艺要求可以实现复杂的喷涂路径比如圆弧、立体、单次立体等,喷涂效果完全符合玩具喷漆工艺的要求。     

机器人喷涂过程中的喷炬建模及仿真研究

本文在研究了喷涂机器人的喷炬特性后，根据物理模型采用了一种简化的数学模型来 描述在喷炬流场中的涂料流量分布函数．并从上述函数出发，进一步得到了喷涂的涂料沉积 方程．根据仿真实验与实际喷涂的数据进行比较，证明了模型的正确性．这一喷炬模型是喷 涂机器人离线编程系统的重要组成部分．     

桥型移动龙门式仿形喷涂生产线

国内外的生产实践表明 ,对于多品种、大批量、具有柔性的生产线 ,采用自动喷涂是发展的趋势。机器人自动喷涂的质量优于手工喷涂 ,而对于生产线上与传送链同步运行的大尺度浅弧面工件 ,如卡车驾驶室、客车车身等 ,采用关节型机器人自动喷涂 ,因示教较难、喷涂占时长 ,作业不理想 ,并且需用多台机器人 ,占地大 ,所以采用龙门式仿形喷涂是理想的选择。国内首创的桥型移动龙门式仿形喷涂机由顶喷、侧喷、龙门行走机构和控制系统组成。主要技术参数 :结构型式移动龙门桥式驱动轴数４个驱动方式变频调速电机控制方式ＰＬＣ编程方式编程盒 (示教盒…     

一种水上行走机器人的设计与实现

研究了水上行走机器人的设计问题,提出了机器人驱动腿设计算法,给出了机器人结构、控制系统和 软件的设计方法和实例．设计并实现了一种采用双电机驱动、能转向和调速、通过红外信号遥控的水上机器人,并 对机器人进行了性能测试．该机器人仿生水黾重量轻、体积小、功耗低．实验表明其性能超过了现有同类机器人．     

汽丰驾驶机器人关键技术及发展

除性能、安全、舒适和成本外,低的能源消耗和废气排放正成为汽车工业不断进步的主要目标.随着燃油消耗与排放等试验规范的日益严格,为保证试验精确高效地完成就需要采用先进的技术设备.为避免人类的不确定性,减轻试验驾驶员的不舒适且单调的工作条件,例如,在高温度条件下长时间试验,就需要开发专用的机器人.本文首先阐述了驾驶机器人的设计原则及对其的基本性能要求,并以东南大学研制的具有自主知识产权的DNC-Ⅱ型汽车驾驶机器人为例,介绍了驾驶机器人系统构成及驾驶机器人的工作过程.然后阐述了驾驶机器人开发的关键技术.最后介绍了国内外驾驶机器人的研究现状与发展方向.