基于视觉的工业机器人码垛系统设计与分析

目的 为提高企业工件的码垛效率,降低工人劳动强度,搭建工业机器人视觉码垛实验系统.方法 在对工业机器人运动学模型分析的基础上,通过相机坐标系和末端坐标系的坐标关系,得到工业机器人末端执行器的位置和姿态信息.结果 提出了基于工件位置坐标的图像剔除算法,实现了多余工件图像的剔除.通过旋转平移矩阵计算待码垛工件的实际位置,并将此位置作为视觉校正后的工业机器人抓取工件位置.结论 实验结果显示改进后系统的重复性定位精度在x,y方向上均有显著提高,验证了工业机器人视觉码垛系统模型的准确性.     

基于PLC与触摸屏的码垛工业机器人操作系统设计

目的研究码垛工业机器人智能化、人性化操作系统的设计方法。方法充分运用工业机器人自身控制系统,配套PLC辅助工业机器人进行数据分析及逻辑判断,并采用触摸屏作为人机交互界面。结果经调试,该操作系统能对工业机器人进行准确控制,界面设计合理,操作简单并具有监视功能。结论该操作系统使控制机器人执行堆垛作业时操作简化,提高机器人对不同大小物件的适应性,并且对其他码垛工业机器人具有适用性。     

基于PLC与触摸屏的码垛工业机器人操作系统设计

目的对工业机器人码垛操作系统进行改进,使用三菱GS2110-WTBD触摸屏实现工业机器人便捷的操作控制与工作状态的直观监视。方法三菱GS2110-WTBD触摸屏与PLC使用串口通讯,PLC与工业机器人使用以太网通讯,实现信息交互。外接控制按钮及传感器与QX40模块连接,QY10模块与工业机器人控制器I/O接口连接,三菱Q系列PLC控制三菱QD75P1N定位模块驱动供料进给。结果编写PLC程序和机器人程序使得机器人与物料盘供料驱动相互配合,能实现对动态物体的精准抓取或放置。触摸屏设计可以实现不同码垛功能的选择和工作状态的监视。结论该操作系统可使单台工业机器人灵活运用在变化的控制线上,可广泛应用在码垛工业机器人控制中。     

包装码垛机器人嵌入式控制系统设计

目的为了提高码垛机器人运行精度,改善控制系统的通用性,以确保包装物品的生产效率。方法在分析包装码垛机器人基本结构和工作流程的基础上,基于ARM设计一种码垛机器人控制系统,同时提出一种Hough-链码视觉识别算法,用于提高码垛精度、满足视觉功能需求。通过原点定位实验和重复定位实验验证所述控制系统的有效性。结果实验结果表明,包装码垛机器人定位精度较高,其中原点定位误差小于0.20 mm,重复定位误差小于0.8 mm,完全满足设计要求。结论该控制系统能够满足实际作业需求,对于提升包装效率、降低成本具有一定意义。     

基于工业机器人技术的码垛工作站的设计与开发

工业机器人是上世纪重大科技发明成果,其诞生至今已有61年,至今发展出世界四大工业机器人家族,工业机器人已成为提高生产力、推动工业升级的重要手段.随着智能制造的应用推广,越来越多制造企业开始重视工业机器人的价值.码垛是工业机器人典型应用之一,但是对于初次接触工业机器人的高校学生来说工业机器人系统集成设计是一门相对较难的课...     

码垛机器人的工作空间分析

目的分析在机器人设计和托盘码垛布局规划过程中码垛机器人的工作空间。方法用D-H法则建立运动学方程,根据运动学方程对四轴型的码垛机器人进行分析,最后利用矩阵变换法建立码垛机器人位姿变化关系,求解运动学的正逆解,并用Matlab软件的图形用户界面(GUI)对求解结果进行仿真。结果得到了机器人的可达工作空间图,工作空间在x-y平面投影图和工作空间在x-z上的平面投影图。结论通过分析Matlab软件的仿真结果,可以直观地得到该码垛机器人的工作空间。     

基于自动包装码垛技术的码垛机器人研究

目的为了更全面地了解码垛机器人的使用性能,使其更好地应用于工程实践中,对其动力学进行理论及仿真分析。方法采用第2类Lagrange方程对工业码垛机器人进行动力学方程计算,并运用ADAMS软件建立工业码垛机器人虚拟样机模型,考虑负载及关节转动时的摩擦,依照码垛机器人的循环工作流程进行仿真分析。结果得出了码垛机器人的动力学方程组,码垛机器人的动力学方程与机器人的负载、部件的结构质量、运动时的加速度等具有正相关关系。仿真得到了机器人工作过程中各个关节的受力曲线图,各关节所需驱动力及力矩随着负载的增加及末端执行器的位置变化而不断增加和变化。结论仿真结果验证了动力学理论分析的正确性,为工业码垛机器人的驱动部件的选型及控制系统的设计提供了有效的理论依据,为工业码垛机器人大范围走向工程应用实践提供了有力的技术支持。     

码垛机器人电气部分技术研究分析

码垛机电气控制系统控制和协调码垛系统各部机的动作，使码垛机按照设定的工艺流程来完成整个生产过程。     

码垛机器人的研究与应用现状、问题及对策

综述了国内外码垛机器人的研究与应用现状,介绍了机器视觉技术在码垛机器人中的应用现状,指出了码垛机器人目前存在的问题:码垛能力、控制技术以及成本问题。针对这些问题提出了解决对策,也指出了未来码垛机器人产业化的发展方向和研究重点。     

基于遗传算法的码垛机器人路径规划应用

目的为了改进传统遗传算法在码垛机器人路径规划中可能出现的局部陷阱和过早收敛问题,以及机器人的能耗和路线平滑性问题,提出一种改进的遗传算法机器人路径规划方法。方法针对传统遗传算法存在的问题,分别对种群初始化、适应度函数、选择算子、交叉算子、变异算子的算法和方式进行调整和改进,对优秀算法进行融合。针对基本遗传算法主要着重于路径最短,从而忽视了机器人的能耗及路径平滑性等问题,设计一种综合考虑距离和转弯次数控制的适应度函数,最后将改进的算法应用于码垛机器人的路径规划中。结果仿真结果表明,相较于基本遗传算法,提出的算法搜索到的路径质量更高,不仅距离更短,同时转弯次数远远小于其他算法,路径更为平滑,验证了该算法的有效性。结论基于该算法的码垛机器人路径在兼顾距离最优的同时,路线更加平滑。由于减少了转向次数,机器人的能耗更低,同时仿真结果表明,该算法的实时性也较好。     

基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计

目的为了提高码垛机器人对码放物品的自我分辨能力,提高码放效率,提出一种基于机器视觉检测的包装码垛机器人控制系统。方法首先分析机器视觉码垛机器人工作过程,基于工业控制计算机和图像采集卡设计码垛机器人控制系统,提出控制系统的硬件设计和软件设计。同时对机器视觉采集到的图像进行滤波、分割等图像处理,以提高机器人的视觉检测效率。结果实验结果表明,机器视觉码垛机器人的漏抓率为0,误抓率小于0.5%。结论该控制系统有效解决了规则物品的分类码放,实现了高效的物品码放。     

酒箱码垛机器人的机构设计与运动仿真分析

针对白酒生产线码垛作业,设计了专门的码垛机器人,利用平行四边形机构对码垛机器人进行了结构设计。再根据码垛机器人的结构特点,运用D-H法对运动模型进行了位姿和速度的正反解。在此基础上,利用ADAMS软件对机器人的运动过程进行了仿真,得到了关节扭矩、角速度和角加速度曲线,为后续工作的控制系统设计提供依据。     

一种新型包装码垛机器人路径规划方法

目的为了提高码垛机器人的工作效率,减小能量损耗,优化机器人末端抓手的工作轨迹。方法建立机器人路径规划的数学模型,在此基础上对传统的蚁群算法进行改进,将环境中局部的机器人路径信息引入蚁群信息素的初始化和路径选择概率中,提高蚁群算法的收敛速度,并防止算法早熟,避免算法陷入局部最优。结果仿真结果表明,改进后的蚁群算法收敛速度更快,能够在较短时间内规划出最佳路径。结论所提方法能够明显提高码垛机器人最佳路径搜索能力,对于提升机器人运行效率具有重要指导意义。     

码垛机器人末端执行器的设计

目的为了满足码垛机器人能够完成不同类型和规格包装件的码垛作业要求,根据具体的作业要求提出了2种不同末端执行器的设计方案。方法通过详细的分析和动力学计算,完成了末端执行器的结构设计,并在Pro/E平台中建立了该末端执行器的三维模型,最后分析了末端执行器气动系统问题。结果该末端执行器能高效地处理各种形态、结构、尺寸不同的包装件,同时又能对同一包装件采用不同方式处理。结论这2种末端执行器具有很高的实用性和广阔的应用前景。     

码垛机器人整机的有限元分析与优化

码垛机器人通过Solidworks电脑软件对码垛机器人进行控制与组装,码垛机器人的静力和动态行为都是采用Solidworks Simulation对它们从整体和个体进行的分析。四轴码垛机器人一共有8种不同的姿态,通过这8种可以得到相应8种数据分析以及进行的8种方案优化。本文就是从整机的情况下对码垛机器人进行有限的分析和优化。     

码垛机器人的研究与应用现状

目的介绍码垛机器人的研究与应用现状。方法通过对比分析国内外码垛机器人的发展,指出国内码垛机器人产业存在的问题。结果国内码垛机器人在核心技术、核心零部件等方面缺失严重,机器人产业规模参差不齐,并针对这些问题提出了解决策略。结论国内码垛机器人技术与国外存在一定差距,同时也有很大提升空间,在国家《机器人产业"十三五"发展规划》的驱动下,国内机器人技术必将日新月异。     

新型四轴码垛机器人机构设计与动力学仿真分析

目的针对生产线码垛作业,设计一种四轴码垛机器人以满足货物搬运需求。方法利用平行四边形机构对码垛机器人进行结构设计。根据码垛机器人的结构特点,采用运动D-H方法对该机器人进行运动学分析,通过SolidWorks建立码垛机器人实体模型,并将其导入Matlab中,在仿真环境中调整相应参数,得到机器人的动力学仿真模型,再利用Simulink添加控制模块、驱动模块和检测模块,建立完整的仿真模型。通过SolidWorks与Matlab两者的结合进行机器人动力学仿真分析。结果运用SolidWorks与Matlab联合仿真,可以缩短设计周期,有效地获取其动力学特性参数。结论四轴码垛机器人可以有效解决生产线上的码垛作业问题。     

基于改进蚁群算法的码垛机器人路径规划应用研究

目的为解决蚁群算法在码垛机器人路径规划中存在的收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出一种人工势场和蚁群算法相结合的方法。方法首先,根据码垛机器人机械手在人工势场中不同节点所受到的合力,对初始信息素进行不均匀分布,以解决蚁群算法初期由于缺乏信息素导致的无效路径搜索。其次,在启发函数的设计中引入码垛机器人机械手在下一节点所受到的合力,以解决蚁群算法容易陷入局部最优的问题。最后,对信息素的更新策略进行改进。按照寻得路径的长度不同,对每次迭代完成后信息素的增量成比例进行更新,并设置最大、最小值,以解决迭代后期路径上信息素过大而使蚁群算法陷入局部最优的问题。结果改进后的蚁群算法收敛速度提升了约51%,寻找到的最短路径提升了约10%。和其他改进的蚁群算法相比,在综合性能上也有一定程度上的提高。结论改进后的蚁群算法收敛更快,寻找的最优路径更短。     

码垛机器人的连杆参数优化

目的 对码垛机器人的连杆参数进行优化,以保证垛型完全位于码垛机器人工作空间内.方法 通过改变连杆长度l2、l3、关节转角θ3的值,根据运动学方程,利用Matlab编程计算得到码垛机器人工作空间的三维立体图以及xOz平面投影图,经过对比分析选取符合条件的连杆参数.结果 θ3的范围满足要求,无需优化.当l2和l3长度为2290 mm时,码垛机器人的最大工作空间包含任务工作空间.结论 对连杆参数进行了优化设计,机器人的工作空间符合工作要求.     

高速重载码垛机器人动力学仿真

目的 为了实现大重量、大体积木门等板状物品的快速搬运与包装作业,设计一种适用于高速重载条件下的六自由度码垛机器人.方法 针对该机器人,对其关键部件进行选型,通过D-H参数法建立机器人的运动学模型,并进行正逆运动学分析;求取机器人的工作空间,得到机器人所能达到的极限位置,为机器人的布置方案提供参考;运用ADAMS软件建立码垛机器人的动力学模型,对其在将木门进行搬运包装时危险工况进行仿真分析.结果 得到码垛机器人处于最大臂展的危险工况下,大臂所受力及力矩最大,所受力及力矩最大值分别为12.9 kN,13.5 MN/mm.为进一步探究大臂的力学特性将大臂进行柔性化处理,得到大臂的力和力矩波动变化,以及最大动应力点,大臂所受力和力矩波动的最大值分别在z方向及y方向处,最大值分别为621 N,895 kN/mm.结论 机器人各关节所受力和力矩变化无明显突变,所受刚性冲击较少;证明了在高速重载条件下大臂设计的合理性,为机器人结构的进一步优化及轻量化设计奠定了重要基础.