基于机器视觉的运载火箭支架自动装配方法研究

为解决运载火箭内部支架人工装配所面临的工作环境嘈杂和劳动强度大等问题，设计了基于协作机器人的辅助自动装配系统，并对其装配路径进行规划。协作机器人在抓取支架实现自动装配过程中，受限于支架自身误差、特征尺寸及位置姿态的随机等特点，抓取和定位极为困难。为解决支架自动装配过程中的难点，首先规划了支架自动装配的工艺流程，设计了支架抓取机构、自动装配机构，并配合对应的视觉算法完成支架的抓取、自动装配；其次，结合YOLOv5深度学习算法对定位目标进行识别，和装配孔位进行位置补偿，实现对装配孔找正；最后，通过实验验证该自动装配系统中抓取机构、自动装配机构的稳定性，视觉定位算法的有效性及精度，实验结果表明，装配孔定位精度小于0.06 mm。     

基于机器人与视觉引导的星载设备智能装配方法

当前大型星载设备的安装采用人工操作机械臂的方式完成。由于星载设备昂贵,装配过程在半封闭非直视条件下进行,需要多人进行人工观察与口令调整,耗费数小时,装配效率低下。为提升装配效率,实现装配过程的智能化与精准化,提出一种基于机器人与视觉引导的星载设备智能装配方法。采用机器学习与双目视觉实现装配体之间的精确位置测量;通过机器人手眼标定完成视觉空间到机器人空间的运动映射;综合分析装配路径的干涉状况,对装配路径进行机器人运动规划;最后通过虚拟现实技术实现装配过程的可视化。整个装配过程可自动完成,装配时间缩短在若干分钟以内。进行了卫星与星载设备的模型装配试验,结果表明装配误差小于0.3 mm,验证了所提方法的有效性。     

复杂微器件柔性装配机器人控制系统设计与实现

针对复杂微器件高精度柔性化装配机器人系统实现面临的装配过程控制柔性化自动装配需求,开展了柔性控制策略与软件架构的研究。按照不同的功能将装配机器人进行系统性划分与模块化处理,便于控制软件编写;针对适应不同微器件的柔性化装配,将装配过程进行动作分解并参数化,通过自动读取工艺文件和工位库信息,生成控制文件,基于控制文件实现自动装配。采用分层化、模块化的思想设计了人机交互自动控制软件,通过建立相关的模块框架类,提高了程序的复用性,最后基于动态链接库与C++语言在编译平台上完成了微器件自动装配控制软件开发。装配实验结果表明,本系统能实现多种典型复杂微器件的高精度柔性化装配,自动装配过程无需人工再次干预,装配精度满足要求。     

工件装配自动化生产线控制系统设计

根据自动化生产线对机器人关节工件装配的要求,采用西门子PLC1200作为控制核心,实现码垛机从立体仓库进行工件自动出入库,通过AGV小车实现立体仓库和托盘流水线间的托盘输送,采用智能相机的视觉系统实现工件识别,工业机器人完成工件在装配流水线上的自动装配,最终实现整个自动化生产线对工件的自动出库、装配、入库的过程。     

翅片式换热器短U管自动装配方法与装置研究

换热器是空调系统中四大核心部件之一,在翅片式换热器生产制造过程中短U管装配工序凭借个人记忆确定系统管路回路,进行人工装配,极易产生装配错误,导致质量问题。现介绍一种更为先进的翅片式换热器中短U管自动装配方法及装置,其特性在于使用信息系统及PLC系统传输产品参数,利用机器人系统及视觉系统分析来料工件的管口偏差及位置偏差并补偿给机器人,完成短U管准确安装,实现全系统的自动化安装,避免人工装配作业错误。     

工业机器人在飞机数字化装配中的应用及分析

随着航空航天技术不断发展,数字化装配技术日渐成熟,越来越多的工作不再需要人工操作,传统人工作业方式已无法满足飞机产业发展需求。对工业机器人技术在飞机数字化装配中的应用进行分析,介绍了工业机器人在飞机数字化装配中的意义,并阐述了工业机器人在飞机数字化装配中的应用方向,同时对工业机器人在飞机数字化装配中的应用前景进行了展望。     

基于机器视觉的机器人装配工作站系统设计与研究

针对传统人工装配存在的问题,以工业六轴机器人的第一关节模型装配为例,分析了其各零件的外形尺寸特点以及零件间的相互装配关系,设计了一种基于机器视觉识别和PLC控制的自动装配生产线,完成了自动化装配线的PLC、人机界面控制系统的开发与运行调试。结果满足生产工艺要求。     

基于力-位图像学习的工业机器人柔顺装配方法研究

利用机器人进行自动装配操作时,控制装配过程的接触力和柔顺性对于保证装配质量具有重要意义。为此提出一种基于力-位图像学习的柔顺装配方法,将装配过程中的位姿和接触力信息转化为力-位图像,然后通过对力-位图像的分类学习,获得不同初始位姿情况下的柔顺装配动作策略,从而控制机器人实现柔顺装配。首先,控制机器人完成多次装配,并在装配过程中收集机器人位姿以及装配力和力矩信息;然后,利用这些信息绘制力-位曲线并将其组合成为力-位图像,基于运动方向判定算法为力-位图像自动标记装配动作标签,以构建力-位图像数据集;最后,在力-位图像数据集上对深度学习模型进行训练,并基于深度学习模型控制机器人进行柔顺装配。为了验证该方法的有效性,以RJ45连接头和连接口间的装配为例,采集了2 500次装配操作的力-位数据,共生成92 328张力-位图像及对应标签,然后基于ResNet50网络训练力-位图像分类模型,并基于该模型控制机器人进行装配实验,装配成功率达到96.7%。     

双阴电连接器自动装配机器人控制方法研究

双阴电连接器为雷达产品的关键器件,采用传统人工装配方式效率低,一致性较差,采用自动装配机器人系统进行装配可有效提高装配效率和质量。文中从电连接器装配的工艺需求出发,结合电连接器的结构特征,梳理了自动装配方式下详细的控制流程架构。通过对装配对象特征提取逻辑和定位算法的设计,有效实现了装配位置的精确引导,并通过对机器人装配关键运动点的拆解分析,得出了一套完整的自动装配控制方法。基于该方法设计的系统在实际应用中稳定、可靠,满足军工产品生产装配要求。     

计算机辅助环保压缩机装配机器人运动学分析

概述了用于环保压缩机装配过程的工业机器人，建立其装配机器人运动学问题模型并作了详细分析，开发了计算机辅助环保压缩机装配机器人运动学分析软件。实现装配机器人运动学问题的自动计算、最优解判定及仿真功能，提高了装配机器人轨迹规划和作业编程的效率及可靠性。     

基于布局驱动的产品自动装配与更新

为了提高产品的自动装配与设计变更的效率,提出一种基于三维模型模板且由布局图驱动产品自动装配及更新相结合的设计方法.在该设计方法中,确定产品结构的位置及尺寸关系,在布局图中指定相应的关系、参数及设计基准,建立三维模型模板且自动完成装配,在Microsoft Visual C 6.0的集成环境下,利用开发工具包Pro/TOOLKIT,针对布局图中的参数和关系式进行编程,实现设计参数及关系式的检索与修改,同时根据新的参数值生成新的设计方案.该设计方法能够轻易地实现产品的自动装配及其设计变更,并将其方法应用于拱泥机器人整机设计的过程中,保证了拱泥机器人处于不同的工作环境下的自动设计变更的可行性.     

基于工业机器人与机器视觉的红外传感器装配系统设计北大核心

针对红外传感器装配过程存在工件位置不准确等问题,设计了基于视觉定位技术的红外传感器自动装配系统。机械结构由工业机器人、供料单元、输送单元、视觉检测单元、快换工具单元和机器人第七轴等组成;利用视觉系统识别传感器端盖的位置和角度,并将结果换算到机器人世界坐标系,使机器人能够准确抓取到工件;搭建了基于以太网通信的PLC控制系统,完成红外传感器各零件的出料、输送、抓取及自动装配控制。实验表明,所设计的系统自动化程度高,运行可靠,具有较高的推广应用价值。     

高柔性高节拍下行李箱盖自动装配方案设计

在白车身生产过程中，行李箱盖的装配和质量控制一直是通过装配技工人工手动完成，在高柔性高节拍生产线上，往往需要投入大量的装配和返修人员以满足质量要求。因此，在高节拍高柔性前提下设计李箱盖自动装配方案，实现乘用车行李箱盖的全自动装配、调整方案，节省大量装配返修人员，同时使装配质量可控。通过AGV实现行李箱盖的自动配送、双层料库系统、视觉引导抓件、最佳匹配自动装配系统、柔性自动拧紧系统，实现行李箱盖的高节拍高柔性下的自动装配。经过方案研讨、系统搭建、设备安装调试和应用测试，验证了该方案能稳定、高效应用于乘用车批量生产中的行李箱盖自动装配工艺，有效解决人工手动装配低效率、装配质量不稳定等问题，装配精度可达到0.5 mm，合格率达到95%以上。     

基于Pro/E的串联机器人仿真平台设计

为了提高研发效率,需要将串联机器人的设计过程和分析过程集成起来。针对这一集成要求,提出了基于Pro/E的串联机器人仿真平台,用于自动分析串联机器人上指定零件的受力情况。设计了构建仿真平台的机构装配模型,机构数学模型,零件装配树模型和零件受力分析模型。研究了根据Pro/E几何装配数据自动构建机构装配模型、机构数学模型和零件装配树模型的方法以及通过向导程序补充零件连接方式信息、构建零件受力分析模型的方法。最后,通过一个应用案例证明了使用仿真平台对指定零件进行自动受力分析的可行性和有效性。     

外圈沟径分选机

轴承装配工序中的测量大部由人工来完成,很不适应生产发展的需要,往往在测量过程中易把数据搞错,造成不必要的返工。现经革新搞成了轴承外圈沟径尺寸自动分选机,代替了人工,并为轴承装配自动化,机械化开辟了新途径。     

长尾夹自动装配系统上料卸料同步装置研究

针对长尾夹自动装配系统装配过程中上料卸料的欠缺和低效等问题,对自动装配系统上料卸料机构进行了研究,提出了新型的间歇性双段推板上料卸料同步装置,利用该同步装置实现了对未装配夹体进行上料和对已装配好的长尾夹进行卸料。利用西门子公司的S7-200系列PLC控制器对长尾夹装配机进行了上料卸料、输送、装配的系统控制,实现了过程中的自动装配。利用Matlab软件中的Simulink仿真工具对自动装配系统的上料卸料气缸进行了动力学仿真,通过仿真确定了上料卸料气缸在充气推出过程中的各个参数值,得出了工作气压最优值和平台的装配效率。研究结果表明,上料卸料同步装置装配在气缸压强为0.2 MPa,上料卸料时间为0.693 s时的工作效率最高,容错率更低,可有效取代人工上料卸料。     

基于RobotStudio的机器人夹具动态更换系统仿真设计

以电机成品装配过程中机器人自动快换夹具为研究对象,基于SolidWorks三维建模,以及RobotStudio Smart组件,提出了一种机器人夹具动态更换仿真系统设计方案.首先对机器人末端夹具及外围设备进行三维实体建模,通过RobotStudio接口导入.stp或.sat格式文件,创建工具及机械装置,完成整个工作站的空间布局;然后依据实际系统工作流程,创建仿真运行I/O信号,进行了动态Smart组件的设计、工作站的逻辑连接,机器人离线编程,最终实现了机器人侧夹具动态更换仿真,完成了电机成品虚拟装配,可为从事机器人系统仿真工程技术人员提供一定参考.     

压气机扇形组件组装点焊设备设计

针对现阶段压气机扇形组件由人工完成组装点焊存在的生产效率和产品质量问题,设计一组装点焊设备。设备通过装配夹具完成扇形组件的装配,保证组件的装配精度,通过实际的装配验证了夹具的可操作性;选用库卡KR6R900型号机器人对扇形组件进行点焊固定,采用D-H参数法通过MATLAB建立了机器人的仿真模型,并进行了运动学分析和轨迹规划,结果证明了机器人模型的正确性并获得了机器人连续稳定的运动轨迹。设备很好地解决了生产需求,对扇形组件的生产制造具有积极意义。     

基于视觉的组合式机器人轴孔装配平台与实验研究

搭建了基于视觉的五自由度组合式机器人装配平台,开展了轴孔装配的实验研究,使用视觉传感器进行孔类零件定位,由机器人装配平台完成自动插轴入孔装配作业。首先,使用Open CV进行摄像机的标定、圆孔轮廓检测;然后,根据装配平台的机械结构和运动特点,改变孔类零件的中心位置,进行插装作业;最后,对多次装配实验研究结果进行分析。结果表明,在机器人平台上的装配误差在0.5mm范围内。     

装配机器人在国外国防领域的应用进展

正装配机器人是指为完成装配作业而设计的工业机器人,是柔性自动化装配系统的核心设备,由机器人本体、控制器、末端执行器、传感系统、行走系统等组成,是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备,已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统中代表性的自动化设备。装配机器人具有载重量大、装配精度高、装配一致性好、响应速度快等特点。