柔性制造生产线仿真设计与关键数据标定

以基于IRB1410的多机器人柔性制造生产线为研究对象,利用SolidWorks和RobotStudio提出一种虚拟仿真生产线构建方案。简述多机器人柔性制造仿真生产线组成及工艺流程,介绍机器人法兰盘中心点的定义、手部坐标系的标定、工件坐标系的标定,并设计了数控机床的Smart动态组件;在仿真生产线编制了离线程序,根据加速度、轨迹规划,展示了机器人运行情况,运动轨迹仿真结果表明轨迹规划及编程符合预期。实践证明:借助虚拟仿真生产线,有助于实体生产线的设计、优化、调试等,为实体生产线提供理论依据。     

基于多机器人的智能生产线仿真设计

以柔性智能制造生产线为研究对象,介绍一种利用ABB机器人虚拟软件设计出的虚拟系统方案。该系统是由3台机器人、4台数控机床及多种设备组成的智能制造生产线仿真系统,该生产线的3台机器人与设备之间能协调运作,可按产品加工工艺,依次进行加工、打磨、清洗、检测、装箱动作,实现无人化生产。创建了各设备的机械装置和Smart组件,以实现系统与组件之间I/O信号连接,编写了机器人运行程序,并规划其运行路线,最终实现仿真系统的运行。该虚拟系统与实际生产同步,以真实的汽车端盖零件为加工实例,为设计者提供了理论依据和试验平台,缩短了现场调试时间,降低了生产线设计、调试和改进的成本,并可用于指导现场生产。     

机器人冲压生产线的仿真与优化

为了对机器人冲压生产线方案进行有效验证及优化,以发动机罩壳冲压生产线为研究对象,选取六轴工业机器人为移料载体,设计出两种生产线整体布局方式,综合分析选择最优整体布局规划,并对生产线中的设备进行三维建模。在FANUC ROBOGUIDE软件中按布局规划方案,建立实际冲压生产线模型和完成对机器人的路径规划,最终在软件中进行仿真运行,实现了机器人取/放物料、压机作业以及物料变形的动态仿真。通过分析仿真结果,进一步优化了机器人作业路径和生产线节拍,使机器人作业路径更加柔性、简洁,整条生产线更加高效、无干涉运行,生产节拍由原来的15.42 s/件,提高到11.61 s/件。研究结果充分证明了优化方法的可行性和实用性。     

基于仿真的装配生产线规划与优化

基于最优化思想、计算机仿真和虚拟制造技术,建立虚拟装配生产线规划系统的总体结构.针对装配线规划复杂优化问题,建立装配生产线平衡规划的数学模型,应用基于可行作业序列的遗传算法进行求解,获得作业平衡规划静态优化解;同时建立生产线的动态仿真模型,进行动态仿真分析验证,对生产线运行的动态性能进行分析与评价,结果反馈到静态规划过程来修正规划方案,从而改进和优化装配规划整体设计方案.     

基于NC代码的工业机器人加工轨迹规划研究

随着数控技术在制造业的深入发展,NC代码得到了广泛应用。若以通用NC代码直接作为工业机器人的工作语言,将大大克服机器人工作语言的复杂性,使得连续路径编程特别是曲面编程不再局限于示教编程。文章首次提出并采用"虚拟刀具"的概念,即用五个相对位置保持不变的点来虚拟末端工具,将每条NC代码信息便捷地转化成机器人逆解所需参数。利用三次五次复合插值法,对工业机器人的连续路径进行规划,获得了精确的路径点。经仿真,验证了算法的正确性。     

基于RobotStudio的多机器人柔性制造生产线虚拟仿真设计

以多机器人柔性制造生产线为研究对象,介绍了一种利用Solid Works和Robot Studio对多机器人自动线建模及虚拟生产的方案。构建了生产线的布局,为上下料机器人设计了专用夹具,依据生产线连续运行模式,创建了仿真运行I/O信号和动态Smart组件,实现了生产线的离线编程和仿真。仿真结果表明:实时改变机器人TCP速度等参数可动态输出机器人速度轨迹和生产节拍。该设计方案可以为多机器人自动化生产线在现代工业制造领域的推广和应用提供理论依据和试验平台。     

齿轮精整机械手轨迹规划与运动仿真研究

齿轮精整机械手主要用于粉末冶金齿轮自动化生产线,将冶金成型的齿轮毛坯从传送带上抓起放到冲压设备上,对齿面进行精整和硬化处理,避免人工操作引起意外事故.根据机器人的工作任务,在MATLAB中建立数学模型,进行轨迹规划,解算出各关节运动参数.在ADAMS中建立机械手仿真模型,利用解算得到的数据,用Controls Toolkits建立控制系统,通过PID环节控制关节力矩,进行运动仿真研究,通过仿真观察各关节的运动并获得驱动力矩、角速度和角加速度等参数,为齿轮精整机械手控制系统的设计、模拟运动作业提供了理论依据和主要参数,为动态特性优化设计提供理论指导.     

基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真

在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。     

基于在线检测的高铁棘轮柔性生产线控制系统设计

针对高铁接触网核心部件棘轮在传统加工工艺中,存在二次装夹、加工精度难以保证、生产效率低、关键尺寸需全检和结果可追溯性差等问题,设计了机器人夹具和机床自动翻转工装,利用OMP60测头和对刀仪实现尺寸在线检测,通过FANUC系统的FOCAS函数库采集机床的测量数据,应用Ethernet IP总线柔性调度机器人实现自动上下料,完成了一套棘轮在线检测全自动生产线控制系统,实现了棘轮生产的全自动加工、一次装夹、关键尺寸全检和测量结果的可追溯,生产效率和成品率得到显著提升。     

生产线的设备规划布局设计与加工仿真的实现

生产线的设施规划布局设计作为制造系统设计的重要组成部分,它对生产设备的利用率、产品的生产与等待时间以及生产线的效率等都有密切关系。针对某企业机加工设备布局不合理现状,进行了机械加工设备布局方法及布局方案仿真技术的研究。通过分析设备布局的影响因素,建立了布局系统抽象模型,同时开发了设备布局原型系统,然后通过计算机仿真来预测系统的真实可用性,进而实现混合比加工零件的生产加工,仿真结果能够以图表或者文本的格式输出。通过在企业的实际应用表明,改进后的生产线设施规划布局方案能够有效地提高生产效率和设备利用率,仿真结果与实际结果比较接近。     

基于机器人集群化制造的钢筋网片生产线设计

针对传统铁路桥塔预制钢筋网片制作效率低、焊接质量不稳定等问题,提出以工业机器人取代传统人工制作的思路,设计基于机器人集群化制造的钢筋网片生产线。对传统制作流程进行分析,从各工序特点入手,提出工业机器人全工序取代的总体设计方案;通过搭配机器人作业辅助机械结构,结合工业级视觉系统,设计基于机器人制作的钢筋网片全自动化生产线和生产工艺;最后,通过试验和工程应用对生产线方案的可行性和实用性进行验证。结果表明：基于机器人集群化制造的钢筋网片制作生产效率更高、焊接质量更为稳定,同时降低了劳动强度,减少了人工成本,达到了预期的设计效果。     

工业机器人自动焊接生产线的设计与调试

工业机器人自动焊接生产线的设计合理与否关系到焊接工艺的满足程度。从机器人自动焊接生产线的设计要求出发,详细分析了生产线的控制流程、配置及布局、编程与调试等。并以FOXBOT、A1200机器人组成的自动焊接生产线为例,进行刹车控制、原点校正等现场调试。自动焊接生产线的实践应用,提高了焊接作业效率和质量,具有推广价值。所述设计思路、方法及详细步骤为工业机器人自动焊接生产线的设计调试工作提供了参考依据。     

数字化工厂规划仿真在冲压生产线的应用

通过数字化工厂规划的方法,在虚拟环境中输出与生产线现场生产中一致的模型与仿真动作,满足生产线的工艺要求;从而获取更加贴近生产现场的规划生产线的方案,减少生产线的整体调试时间,缩短生产工期,节约人力和物力资源。     

基于ADAMS的硅片传输机器人轨迹规划及仿真

为了提高硅片传输机器人运动的平滑性,采用5次均匀B样条插值方法进行轨迹规划,并利用两种遗传算法对轨迹进行优化.以硅片传输机器人为研究对象,基于ADAMS软件对机器人进行轨迹仿真分析.结果表明,自适应混合遗传算法与自适应遗传算法相比,具有较好的局部搜索能力,能够得到性能更好的解.获得的轨迹具有脉动连续的特点,有利于提高机器人在运动过程中的轨迹跟踪精度.     

基于曲面参数化的喷涂轨迹规划

为解决工业机器人喷涂作业时传统人工示教方法耗时长、易出错和过于依赖人工的局限性,提出一种曲面喷涂轨迹规划方法。该方法将待加工曲面参数化到平面,在平面上生成偏置曲线,再将偏置曲线逆映射到三维曲面;根据网格模型测地线方法求出的偏置曲线长度和喷枪的喷涂张角信息,在偏置曲线上等比例生成等值线;以最小二乘B样条拟合曲线来平滑数据,并采用粒子群优化算法优化喷涂速度、喷枪高度、膜厚三者之间的关系,进而确定曲面喷涂轨迹。结果表明：该方法简单、实用,能够保证曲面喷涂轨迹的精确性、可行性。     

基于热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线的时序设计与优化

为了提高锻造自动化生产线的设计合理性及生产效率,在设计阶段对生产时序进行合理优化十分重要.以某企业热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线的设计为例,在对生产线的主机设备、目标产品、机器人配置等整体规划的基础上,对该生产线生产时序进行初步设计,找出了限制提升生产节拍的瓶颈节点,并进一步通过时序拆分、时序分析与整合优化的方法,实...     

基于轨迹压缩的机器人轨迹插值与仿真

针对机器人关节空间轨迹插值中插值点选择的复杂性,以Delta机器人动平台门字形轨迹为研究对象,提出一种基于轨迹压缩的轨迹插值方法。采用PH曲线平滑过渡动平台运动轨迹拐角,将任意轨迹点位置以3个主动杆的转动角度表示,形成关节空间轨迹;将遗传算法与改进的TDTR算法结合,对主动杆转动关节的轨迹进行离线压缩,得出特征轨迹点,作为5次NUBRS的插值点进行轨迹插值;与按时间与距离均匀划分所得相同数目的轨迹点作为插值点,进行轨迹插值数据对比,证明基于轨迹压缩的轨迹插值,关节角速度与加速度的最大值降低。仿真对比表明,此方法降低了动平台的最大加速度。测试实验结果验证仿真结论,动平台运动平稳,进行循环拾取操作的速率可达50次/min,证明该方法在提高运动平稳性方面具有优越性。     

基于FANUC机器人的鼓式刹车片成型生产线的设计与实现

主要介绍一种基于FANUC机器人的鼓式刹车片成型生产线的设计方案和实现过程。在现有成型工艺和设备的基础上,研究自动化实现方案。采用3台六轴机器人配合相应桁架、运动平台、运料小车及自动收料机,以实现胚料压制、胚料取出、坯料运送、吹屑清洁、喷脱模剂、冷坯放置、成品取出、自动收料等动作,从而实现整个成型生产的自动化。     

基于双磁介质层复合的超材料低频吸波体研究

本研究将磁性吸波涂层融入至超材料的结构设计中,得到了一种新型低频复合超材料吸波体,吸波体由环形电阻膜、双层磁性吸波涂层和金属背板组成。采用CST仿真软件计算了超材料吸波体的吸收性能,研究了吸波体各个结构参数对吸收性能的影响。仿真结果表明,设计的超材料吸波体厚度为2.5 mm时,在1.9和4 GHz处存在2个吸收峰,在1.59～6.59GHz频率范围内反射损耗低于-8dB,吸收带宽达到5GHz。通过吸波体电磁场分布对吸波机理进行了讨论。结果表明,吸波体低频吸收带宽的增加是由于表面的电阻膜图案改变了超材料吸波体的电场分布和磁场分布,促进了磁介质层的损耗。最后制备了吸波体样品并进行了反射率测试,实物测试结果与仿真结果基本一致,说明设计制备的吸波体具有优异的低频吸波性能,吸波带宽相比磁性吸波涂层大幅提高。     

基于虚拟样机技术的机器人空间轨迹实现及仿真分析

针对虚拟样机技术能极大的减少产品开发成本,同时能很好的对产品进行分析和测试的特点.为了分析机器人运动轨迹特性,采用UG建立机器人样机模型,并将其导入ADAMS中创建虚拟样机.根据机器人运动学原理,结合MATLAB编程计算,对获取的数据采用样条函数驱动关节运动,实现了机器人多体系统在ADAMS中进行空间任意轨迹运动的功能.通过仿真求解,分析了机器人相关参数的运动特性.其结果为物理样机的研制提供了很好的参考依据,也为机器人碰撞检测打下基础.