基于滑模变结构控制的机器人视觉伺服系统研究

文章以4自由度GRB-400工业机器人为研究对象,采用CORECO图像采集系统,构建了基于图象的视觉伺服控制系统.先推导了GRB-400机器人系统图像雅克比矩阵,然后针对该视觉伺服控制系统设计了一种模型跟踪变结构控制器,并给出了闭环系统的稳定性及结构参数鲁棒性分析.最后通过实验结果验证了该滑模变结构控制器具备良好的鲁棒自适应及抗干扰能力.     

基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统设计

为了简化工业机器人控制系统结构,降低工业机器人运动控制器硬件成本,提出了一种基于x86平台和Ether CAT总线的实时工业机器人运动控制器设计。借助Windows可扩展内核的特性,使用RTX64作为控制系统的实时内核,并使用Kingstar Motion作为Ether CAT主站,搭建了一个工业机器人的实时控制系统。使用共享内存实现实时系统和Windows内核的数据交换,实现了在Windows内核中对实时内核程序的指令下达和状态查看,在RTX内核中使用多线程方式实现了对驱动器多种不同类型数据的处理。实验表明,该控制系统具有良好的实时响应性能,能够满足工业机器人的控制要求。     

工业机器人关节轨迹预定义时间滑模跟踪控制

针对工业机器人关节轨迹跟踪控制问题，设计了一种新型预定义时间滑模轨迹跟踪控制器。首先，通过分析工业机器人关节传动机构，建立了由永磁同步电机驱动的关节运动模型；然后，设计预定义时间滑模轨迹跟踪控制器，并对控制器的非奇异性和预定义时间收敛性进行分析，确保轨迹跟踪误差能够在预定义时间内完成收敛；最后，在工业机器人上进行实验，结果表明，所设计的控制器具有良好的轨迹跟踪性能，并能保证跟踪误差在预定义时间内收敛。     

基于DSP运动控制器的5R工业机器人系统设计

以所设计的开放式5R关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构设计.该机器人采用基于工控PC及DSP运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对其工作原理进行了详细的说明.机器人的控制软件采用基于Windows平台下的VC++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明.所设计的开放式5R工业机器人系统,具有较好的实用性.     

基于PC/104总线的开放式机器人控制器的研究

在简要介绍嵌入式PC/104总线的基础上,讨论了基于该总线标准的开放式工业机器人体系结构.以中国科学院沈阳自动化研究所具有自主版权的开放式SIASUN-O6B机器人作为对象,将数字信号处理器(DSP)为核心的PMAC2A-PC/104可编程多轴运动控制技术运用于对工业机器人控制,并对系统的主要功能模块的技术细节进行了分析.     

埋弧焊接直角坐标机器人的设计

北京时代科技股份有限公司通过采用直角坐标机器人搭载埋弧焊接系统进行大型构件的焊接作业,有效地提高了焊接效率、减少了工作强度、提高了焊接质量。解决了埋弧焊接系统进行机器人焊接集成的难题,并取得了良好的应用效果。该直角坐标机器人由机械本体和机器人控制器以及焊接系统组成,其中机械本体由三个直线轴和一个旋转轴组成。机器人控制器采用X86结构的工业计算机做为硬件平台,利用IEC61131-3标准工业控制编程语言编写控制软件实现运动控制算法以及HMI。     

桌面级关节型博弈机器人结构设计与性能分析

为探究适合完成博弈任务的桌面级关节型机器人结构,对5R型关节型工业机器人结构及动力系统、控制系统进行改造。通过倍四元数法分析,得到正确的运动学方程;采用拉格朗日法求取力学平衡方程;利用仿真软件估算工作空间;然后设计了PID控制器保证关节电机的转角精度。经仿真实验表明,改造后的桌面级关节型机器人满足博弈任务。     

DMC及其在开放式机器人控制器中的应用

本文介绍了DMC在建立开放式机器人控制器中的优势，提出了SCARA型机器人控制器的方案。工业控制计算机进行空间轨迹规划计算而DMC实现关节运动的控制。实验证明了控制器的可靠性。     

工业机器人多目标轨迹优化

基于工业机器人时间、能量、冲击最优等多目标下的轨迹优化问题,采用多目标优化方法进行研究。采用七次B样条插值曲线,构造工业机器人连续并且两端端点的参数都可以进行设定的轨迹,保证了工业机器人的运动性能。然后采用改进遗传算法对工业机器人进行优化,得出Pareto最优解集。在自主研发的六自由度工业机器人上的仿真结果表明：七次B样条插值可以得到连续的机器人轨迹,改进的遗传算法可使B样条轨迹进行有效的多目标寻优,获得良好的Pareto前沿。     

ROS平台下多轴机器人PVT运动控制研究

针对传统机器人控制系统大多面向特定对象,移植性差,代码复用率低,提出采用开源机器人控制系统ROS为平台,研究运动控制实现。通过研究PVT控制模式的规划算法,提出了在开源机器人操作系统ROS平台下建立机器人运动学模型并设计控制结构载入该算法、构建PVT运动控制功能模块以替代传统运动控制器的部分功能。该控制模块具有开源、可扩展、可移植的特点,有效提高控制系统开发效率,节约控制系统的开发成本。该控制方案在工业6自由度串联机器人上得到了验证,表明该方案有效可行,具有良好的稳定性,可代替传统运动控制器。     

教学型柔性制造系统YG-FMS关键技术研究

以Petri网为建模工具,以Profibus现场总线为通信手段,用一台工业机器人和一部有轨小车作为物料输运工具,将一台加工中心、一台数控铣床和物料库连接起来,构造了一条教学型柔性制造系统YG-FMS,具有对各加工单元进行作业调度、协调控制和实时监控的功能.本文着重阐述YG-FMS总体结构、系统建模、信息通讯和系统监控等关键技术.     

基于SDK通信接口的工业机器人远程监控系统设计

基于IRC5控制器的PC SDK通信二次开发接口,设计了一种局域网络下C/S架构的工业机器人远程监控系统。利用RobotStudio软件搭建ABB工业机器人压铸虚拟工作站,利用Winform软件在.NET平台下编写远程监控程序,通过与工业机器人虚拟工作站的连接,验证了远程监控系统的有效性。仿真结果表明:该系统可实现工业机器人控制器监控、访问权限管理、运行数据获取、I/O信号读写、日志查询和程序编辑与控制等功能,可大幅降低工业机器人远程监控功能的开发难度,为工业机器人远程监控系统的快速开发提供了解决方案。     

基于PMAC的开放式弧焊机器人控制系统

针对V01弧焊机器人控制器结构封闭，不能进行离线编程和集成焊接传感器的缺点，设计了一种基于PMAC的开放式机器人控制器。文中给出了控制器分层的系统体系和结构化的功能单元组成的控制系统体系结构，根据该体系结构设计了机器人的伺服系统和控制器的硬件结构；采用面向对象技术和模块化的思想开发了系统的控制软件。     

工业机器人网络控制与编程

随着生产自动化程度的不断提高 ,工业机器人由自动化单元的核心向标准自动化设备发展 ,机器人网络化成为必然趋势 ,而工业机器人的非开放性使得网络控制困难重重。本文对工业机器人网络控制进行了深入探讨 ,提出了服务器 -客户端结构的网络控制模式和基于G代码的机器人网络控制标准 ,解决了现有工业机器人的网络控制问题 ,并可通过普通的CAD/CAM软件实现工业机器人离线自动编程     

基于PCI运动控制卡的开放式焊接机器人研究

针对传统工业机器人采用封闭式控制系统的局限性，设计了一种基于PCI运动控制卡的开放式焊接机器人。文中介绍了机器人的机械结构；基于IPC机和PCI运动控制卡的开放式控制系统的硬件组成；以及采用面向对象技术和模块化的思想开发的控制系统软件架构。实际运行表明，机器人运行平稳．焊接质量稳定。     

一种用于控制工业机器人运动轨迹误差的观测控制策略研究

为了提高工业机器人运动轨迹的控制准确度,提出一种运动误差观测控制策略。分析机器人的组成结构,明确其工作原理。建立工业机器人的坐标系,并在该坐标系上求取机器人连杆间坐标系的变换矩阵;利用连杆间坐标系的变换矩阵,得到机器人末端执行器的运动学模型。以机器人的测量运动误差为依据,联合工业机器人的标称正向运动学模型,求取传感器架以及标称架与底座之间的变换模型;通过该变换模型,计算传感器架相对于标称架之间的位置向量及动态误差变换矩阵,得到测量运动误差值;通过测量运动误差值,构造运动误差观测器,用于获取机器人的估计运动误差,并将估计运动误差联合神经网络控制器,以实现对机器人运动轨迹的准确控制。利用此方法和滑模控制策略对平面和空间标定运动轨迹进行追踪,结果显示：此方法能准确地对平面和空间标定运动轨迹进行追踪,而且与滑模控制策略相比,此方法的追踪精度提高了34.25%。说明此方法能对工业机器人的运动轨迹进行精确的控制。     

Improvement of the machining accuracy of milling robots

This paper presents an approach to improve the machining accuracy of milling robots. The low static stiffness of industrial robots leads to huge deflections of the tool. Hence, robotic milling can only be applied for tasks with low accuracy requirements and minor cutting forces (e.g., deburring or trimming). To expand the application fields of industrial robots in milling operations, a new methodology to increase the machining accuracy was developed at the Institute of Machine Tools and Industrial Management (iwb) of TU Munich. The methodology consists of a model-based fuzzy controller for the compensation of the (static) path-deviation and a method to identify the necessary stiffness parameters of the robot with low experimental effort. The approach was implemented on a robot of Type KUKA KR 240 R2500 prime and validated by milling test.     

一类关节式机械手本体及控制系统设计

文章通过分析一类关节式机械手在系统没计方面所暴露的问题,提出了一种新型本体结构设计思路,并强化了开放式的机械手控制器设计观念,在此基础上开发了一个三关节机械手实例,并详细论述了其在本体结构设计以及基于PMAC的控制器软、硬件结构设计方面的特点。