基于ANSYS的喷涂机器人摆杆模态分析

本文以喷涂机器人的摆杆为研究对象,利用Solid Work建立了几何模型,将摆杆模型保存为Parasolid格式并导入到ANSYS有限元分析软件。对喷涂机器人摆杆的结构进行了有限元模态分析,获得了喷涂机器人摆杆前10阶的固有频率。并通过临界转速计算公式获得了临界转速,验证了喷涂机器人摆杆的结构设计能够满足使用要求。为其下一步进行优化设计提供了理论依据,有利于提高喷涂机器人的可靠性与寿命。     

基于MATLAB六轴喷涂机器人运动仿真研究

喷涂机器人的运动学研究是动力学控制和轨迹规划的理论基础。为对喷涂机器人的运动学进行具象化研究,以埃夫特公司提供的GR6150型喷涂机器人为研究对象。GR6150型机器人是一款六轴喷涂机器人,也是应用非常广泛的多自由度喷涂机器人。根据机器人外形结构,采用D-H法建立坐标系,对GR6150型机器人进行正、逆运动学求解和分析。利用Matlab对GR6150型机器人建立机器人六轴连杆模型,同时对机器人进行正运动学仿真分析,从而验证了运动方程的合理性和连杆模型的正确性。该研究为验证六轴机器人的运动学研究提供了有效方法,也为动力学研究奠定了理论基础。     

六自由度喷涂机器人位姿误差分析

以所研制的喷涂机器人为研究对象,利用摄动法分析了机器人位姿误差。得出了喷涂机器人末端位姿的精确解。分析并比较不同结构参数对机器人末端位姿误差的影响。为喷涂机器人零部件的精度分配提供了理论依据。     

基于动力学分析的喷涂机器人电机选型

电机驱动负载的计算是喷涂机器人电机选型中的核心问题之一,而喷涂机器人工作时产生高度的动态载荷,增加了电机负载计算的复杂性.针对喷涂机器人电机选型的复杂性,应用虚拟样机技术,建立喷涂机器人的关节电机峰值预估模型,搜索喷涂机器人在工作空间内关节峰值扭矩,从而获得电机的驱动负载.利用峰值扭矩与转速准则进行电机的选型,把驱动负载和候选电机表示在标准峰值扭矩-转速(T(*)max-ω(*)max)图中,利用该图可以直观、方便选择电机.     

基于无迹卡尔曼滤波算法的喷涂机器人末端位姿补偿系统

喷涂建筑机器人在进行建图时无法将地面平整度的信息包含在地图中。当机器人按照所建地图运行时,由于地面信息的缺失,喷涂建筑机器人工作末端的喷涂夹具无法与墙面平行。为补偿喷涂夹具相对于墙面之间的位姿误差,提出一种基于无迹卡尔曼滤波的多传感器融合的喷涂夹具位姿补偿方法：以位移测量传感器测得的数据构建夹具位姿的状态方程,以陀螺仪测得的数据构建夹具位姿测量方程;利用无迹卡尔曼滤波算法获得夹具姿态的最优估计并将其传递给机器人,从而实现对喷涂夹具位姿误差的补偿。搭建实验平台验证了误差补偿系统的可行性。实验结果表明,误差补偿后的喷涂夹具相对于墙面之间的角度误差减小至0.005°。     

基于试验与仿真联合分析的喷涂机器人轨迹精度可靠性研究

采用链驱动的喷涂机器人易于实现本体的轻量化、末端高灵活度与正压防爆系统设计,从而满足家具、钢结构等一般涂装行业对喷涂机器人工作空间与腕部灵活度的要求,深入分析链驱动机器人的运动可靠性对喷涂质量和效率的提高具有重要意义。针对链驱动喷涂机器人的运动可靠性问题,采用一种基于试验与仿真联合分析的机器人末端轨迹精度可靠性分析方法。以旋量法为基础建立了喷涂机器人本体和喷枪的运动学模型,从工业机器人的操作臂性能和运动规律的角度出发,研究了喷涂机器人运动精度的影响因素。分析了链驱动喷涂机器人的优缺点和末端轨迹精度的影响状况,并结合机器人本体的运动学参数,建立了基于随机变量的喷涂机器人运动误差模型。通过试验结果的分析来确定影响喷涂机器人运动误差的随机变量的分布特征,从而对机器人末端轨迹精度的运动可靠性进行更加精确的仿真分析。最后,通过喷涂机器人工作平台对末端轨迹精度的运动误差进行试验验证并与传统的仿真分析方法进行对比,结果显示该分析方法更准确。研究成果为进一步分析喷涂机器人的机构优化、轨迹规划和漆膜质量提供试验基础和理论依据。     

船舶喷涂机器人双闭环控制研究与运动仿真

3P6R船舶喷涂机器人具有作业灵活度高、工作空间大等优点.针对这一船舶喷涂机器人,设计了双闭环控制系统,提高船舶喷涂机器人的运动精度,保证喷涂质量.在Adams软件中建立船舶喷涂机器人的运动仿真模型,利用MATLAB软件建立双闭环控制系统,用于控制船舶喷涂机器人运动仿真模型.通过Adams软件与MATLAB软件的联合仿...     

高层建筑外墙喷涂机器人的结构设计与仿真分析

针对目前国内高层建筑室外人工粉刷困难及危险的问题,提出了一种高层建筑外墙喷涂机器人(以下简称"喷涂机器人")的设计方案。分析了喷涂机器人吸附、喷涂的工作原理,采用SolidWorks建立了喷涂机器人的三维装配模型,主要包括驱动、吸附、喷涂、电控部分,对关键部件进行有限元分析,并设计了喷涂机器人的控制系统。该喷涂机器人可有效地解决高层建筑外墙壁人工喷涂困难及危险的问题,促进建筑行业的发展。     

基于粒子群算法的平面双道喷涂轨迹规划研究

针对喷涂机器人自动轨迹规划过程中喷涂质量低的问题,对平面喷涂物体的轨迹规划问题进行了研究。利用椭圆双β模型构建平面双道喷涂厚度累积模型,以喷涂厚度的理论值和实际值之间的方差作为目标函数,结合粒子群算法进行相应的优化求解,并与其他优化方法进行对比,证明了粒子群算法对喷涂质量进行优化的有效性,具有一定的指导意义。     

基于UML建模的啧涂机器人控制系统的设计

为了提高喷涂机器人控制系统的可靠性和可维护性,提出了一种针对喷涂机器人控制系统的分析与建模方法.建模过程分为三个步骤:首先应用UML用例图,对喷涂机器人控制系统进行描述;然后应用UML类图建立喷涂机器人控制系统各部分的静态模型;最后通过分析系统工作流程,得出喷涂机器人控制系统的动态模型,在喷涂机器人控制系统软件开发过程中验证了该建模方法的可行性.     

基于蚁群算法的喷涂机器人喷枪路径规划

根据复杂曲面的几何特性,对曲面进行分片处理,并建立喷枪路径的评价函数,在每一片上进行喷涂机器人喷枪路径的规划。为了使喷涂机器人喷涂作业的时间最短,将整个曲面上的喷枪路径优化组合问题看成乡村邮递员问题(ORPP),并利用改进的蚁群算法求解ORPP问题。算法中通过在进化过程中动态调整蚂蚁的个体信息,激励蚁群搜索可行空间并发现最优解集。最后以一个复杂曲面工件为喷涂对象进行喷涂实验,结果证明了改进的蚁群算法比一般性随机算法效果更佳。     

基于制鞋涂胶工艺的机器人喷涂速度控制研究

针对在自动制鞋涂胶过程中只考虑喷涂轨迹的问题,提出了基于制鞋涂胶工艺的机器人喷涂速度控制方法。结合制鞋涂胶工艺,分析了胶膜厚度与剥离强度的关系及胶粘剂浓度与胶膜厚度的关系,并在此基础上构建了涂胶机器人喷涂速度控制方法,对机器人末端执行机构的移动速度、喷涂姿态进行了控制参数修正。最后以Staubli机器人为例进行了喷涂实验,实验表明,该控制方法可以更精确地反映胶膜厚度与速度的关系,提高制鞋涂胶质量。     

船舶喷涂机器人离线编程系统研究

针对船舶领域中喷涂机器人智能化作业的需求,对船舶喷涂机器人离线编程系统进行了研究.介绍了机器人离线编程系统的分类和船舶喷涂机器人离线编程系统的功能,分析了喷涂机器人离线编程系统的研究现状,并提出了船舶分段喷涂机器人离线编程系统.介绍了船舶分段喷涂机器人离线编程系统的架构,并对喷涂设备建模、喷涂过程建模、喷涂轨迹规划、喷...     

储罐爬壁喷涂机构的运动学分析

为了更好地完成大型储罐表面的喷涂作业,研究了一种可实现Z字形轨迹的自动化高效喷涂设备,该设备以爬壁机器人为载体,具有六个自由度,可以满足不同的喷涂工艺要求。针对大型储罐的爬壁喷涂机构,利用D-H坐标系法建立了机器人正向运动学方程,并通过CAD作图仿真验证了运动学方程的正确性。利用Whitney提出的矢量积法直接构造出爬壁喷涂机构的雅克比矩阵,确定了末端执行器(喷枪)在任意时刻的位置、姿态及速度,为喷涂机构的智能控制提供了重要依据。     

基于文献计量学的喷涂机器人国内研究可视化分析

随着工业机器人的发展,喷涂机器人逐渐代替人工喷涂,为清楚了解喷涂机器人领域的研究现状和发展方向,基于CiteSpace软件,采用定性与定量的可视化分析研究方法,选取CNKI数据库中喷涂机器人领域相关文献作为数据样本,绘制该领域的年发文量、作者合作网络、关键词共现、突现等知识图谱,最后进行分析。得出结果：喷涂机器人领域相关文献的年发文量整体呈上涨趋势,核心作者之间多数以团队的形式存在。机器人、喷涂、轨迹规划与优化、仿真和离线编程是当前领域的研究热点。在未来,离线编程与轨迹规划与优化、路径规划、仿真相结合以及自动喷涂和汽车将会成为该领域的研究重点和发展方向。     

五自由度喷涂机器人运动学分析

为了满足喷涂要求,设定机器人空间坐标系,建立运动学方程,求出机器人运动学正解,然后利用反变换法求出机器人运动学反解,从而建立了关节转角和喷涂机器人手部姿态之间的关系。     

面向喷涂件下挂的机器人 3D 视觉引导策略研究

因悬挂链运送喷涂工件难以严格定位,导致其下挂效率低下,提出一种基于 3D 视觉引导机器人进行喷涂件下挂的控 制策略。 通过实例分割网络 Mask-RCNN 进行训练推理,得到喷涂件实例 MASK,获取经像素对齐并实例分割后的彩色图和深 度图,利用相机内参重建喷涂件三维点云;离线生成喷涂件模板点云,在线生成喷涂件目标点云,经点云初始配准矫正喷涂件的 位姿后,进而通过 ICP 精配准算法实现喷涂件位姿估计;在机器人视觉系统手眼标定之后,进一步通过 5 次多项式插值设计机 器人关节平滑运动轨迹,控制引导机器人进行喷涂件下挂。 实验结果表明,喷涂件位姿估计角度平均误差不超过 10°,在 Z 移 动方向上误差值平均为 6. 83 mm,最小为 0. 02 mm,且在仿真环境和现场环境可引导机器人实现喷涂件自主下挂。     

并联式造船喷涂机器人的设计与仿真

针对船舶建造过程当中船体外板喷涂是一道工作量大、耗时长的工序,且现阶段仍依靠人工去完成的问题,设计了一种三自由度并联式造船喷涂机器人。喷涂机器人通过三个控制电机驱动实现喷枪空间内两平动一转动的运动。从船舶外板喷涂工艺作业特点出发,对造船喷涂机器人进行运动学仿真,获得了喷涂机器人工作时喷枪的位移、速度、加速度等运动学规律。结果表明,并联式喷涂机器人能实现船舶外板喷涂的各项运动学要求。     

基于ADAMS的新型喷涂机器人的运动学仿真

通过D_H法建立六自由度喷涂机器人运动学方程,在这个的基础上利用Matlab软件绘制出整个机器人的工作空间。同时运用ADAMS建立了喷涂机器人的虚拟样机模型,不仅直观地证明了所建立的运动学模型的正确性,更为以后的机器人动力学分析、轨迹控制奠定了基础。     

基于UML建模的喷涂机器人控制系统的设计

为了提高喷涂机器人控制系统的可靠性和可维护性，提出了一种针对喷涂机器人控制系统的分析与建模方法。建模过程分为三个步骤：首先应用UML用例图，对啧涂机器人控制系统进行描述；然后应用UML类图建立喷涂机器人控制系统各部分的静态模型；最后通过分析系统工作流程，得出喷涂机器人控制系统的动态模型，在喷涂机器人控制系统软件开发过程中验证了该建模方法的可行性。