机器人弧焊离线编程系统协调运动的实现

在焊接机器人柔性加工单元应用中,为保证焊枪与焊缝在弧焊过程中始终处于接头成型良好的焊接位置,需要机器人和变位机协调运动.ACADOLP弧焊离线编程系统实现了协调运动,阐述了该系统中的协调运动的算法原理.将协调运动分解为协调直线运动和协调圆弧运动,并给出了一种实现系统协调运动功能的方法,即变位机作为主手,机器人为从手,机器人跟踪变位机进行运动,实验验证了这种方法的可行性.     

三坐标数控加工自动编程系统

数控编程是数控加工的关键。本文叙述的三坐标数控自动编程系统,是在PC/XT 微机上实现的一套实用软件。该系统的使用采用人机交互方式进行。输出为被编程零件任意方向的透视图、数控程序清单和加工用8单位纸带。文中叙述的几何模型分类方法,在机助几何设计中可有一定参考价值。     

数控车削模拟编程系统的研究

介绍了自主开发的数控车削模拟编程系统。该系统根据数控车削加工的特点实现了数控源程序编辑、代码检验解释、加工过程仿真等功能，在计算机上实现了数控车削编程和仿真加工的全过程。     

基于Robotstudio的弧焊机器人离线编程

弧焊机器人作为一种自动化焊接设备,其自动化程度在很大程度上取决于程序的编制。目前的工业机器人离线编程平台,可进行机器人作业系统的建模、简单作业程序的编制和作业过程仿真演示。对于由不规则曲线段构成的复杂焊接路径编程,可以用ABB机器人公司开发的Robotstudio软件进行机器人的焊接离线编程。试验证明,该软件可用于各种高质量弧焊作业的编程。     

工业机器人切削加工离线编程研究

为了在飞机数字化装配过程中,能使机器人高效地完成航空铝合金的轻切削加工,在研究机器人机构运动学特性和离线自动编程原理的基础上,提出一种工业机器人轻切削作业的微机编程原理及其实现方法,给出了程序参数的求解过程.该编程方法采用以自动编程工具(APT)语言生成的刀位源文件作为媒介,通过接口程序将CAD/CAM和Robotics衔接集成.根据工业机器人的控制需求,通过对刀位信息作后置处理获得机器人的工具运动路径,进而自动生成机器人控制程序,并通过运动学仿真验证其正确性.实例表明,该方法能实现较复杂零件的机器人切削加工程序自动生成,且编程效率较手工示教编程提高很多.     

高压水射流切割机器人离线编程系统研究

高压水射流切割设备与机器人结合可精确切割复杂形状工件．将离线编程技术用于高压水射流切割可以解决在线示教编程效率低和切割头位姿控制不精确等问题．介绍了高压水射流切割系统的硬件组成和工作原理．根据机器人应用中的技术问题,分析了水射流机器人离线编程系统。叙述了在微机Windows操作系统平台上利用VC＋＋6．0和OpenGL开发水射流切割机器人离线编程系统的方法和原理．     

基于多轴机器人的浮雕加工系统设计

为实现浮雕的自动化加工,设计了一套机器人浮雕加工系统。为解决数控机床(Computer Numerical Control,CNC)自由度低、灵活性差而导致复杂曲面、镂空等加工工艺中存在的缺陷,设计了采用六自由度串联机器人的浮雕加工系统。由于目前大部分CAM软件仅支持数控系统加工文件的生成,因此使用机器人加工浮雕需解决数控代码到机器人加工轨迹的转换。该系统能够通过ARTCAM软件读取灰度图,产生三维模型,在三维建模的基础上生成数控刀位轨迹文件;可自主开发数控G代码刀位提取软件,解决数控刀位文件到机器人加工轨迹的转换,实现串联机器人的浮雕加工。系统的应用表明,多轴机器人浮雕加工系统的加工精度小于0.20mm,完全能够满足浮雕工艺品的加工精度要求。     

数控在线自动编程及仿真系统开发

着重介绍了一套数控三维在线自动编程、仿真系统，该系统是在分析在线编程优点、比较数控程序校验方法的基础上，借助三维图形开发工具标准OpenGL，利用面向对象的编程方法开发实现的，实践证明，该系统能够准确、直观、快速地生成数控加工程序，逼真地实现三维图形显示，动态地显示刀具运动轨迹和实现零件地模拟动画加工。     

基于HTC Vive的虚拟工业机器人示教编程系统

我国已经成为全球最大的工业机器人消费国，但相关的技术人才缺口正逐年扩大。其重要的原因是工业机器人成本高、操作危险，导致机器人示教编程存在困难。针对这一问题，基于HTC Vive(由HTC公司与VALVE公司合作开发的一款VR设备)，将虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术与机器人示教编程相结合，开发了虚拟工业机器人示教编程系统。首先，分析系统的VR环境特点，为系统的主界面交互设计立体式用户界面(User Interface, UI)；然后进行机器人运动学建模，实现直接拖拽机器人的示教方式；运用词法分析、语法分析和语句执行机制，开发虚拟解释器，并实现快速插入式编程的功能；最后，系统实现了可进行复杂轨迹运动的机器人示教编程功能。实验测试表明系统具有良好的交互性，能进行虚拟机器人示教编程操作。本系统操作安全，并可降低机器人示教编程的成本，有助于机器人相关人才的培养、为工业生产中机器人的仿真提供方案等，助力中国制造业的发展。     

电火花铣削自动编程系统中自由曲面及电极运动轨迹的显示

在数控加工自动编程系统中,加工对象和刀具运动轨迹的三维显示是检验计算结果和数控代码正确与否的重要手段．介绍了利用计算机图形学中的平行投影和旋转变换进行形体三维显示的几何原理．在开发的数控电火花铣削加工自动编程系统中,实现了Ｂ样条描述的自由曲面及其加工中电极运动轨迹的三维显示、旋转、移动和缩放等功能．     

基于DSP的机器视觉系统设计与实现

针对机器人控制对视觉的实时性要求,设计了一种基于TMS320C6416图像处理平台的嵌入式机器人视觉系统.介绍了以VC 6.0开发的操作界面控制DSP对图像的采集、处理和目标识别,此后DSP把识别的结果传送给主机,从而为机器人手臂的轨迹规划提供目标物体信息.给出了系统的硬件、软件设计方案(包括PC机和DSP端的设计方法).     

基于VC的直角坐标机器人控制系统设计

针对现代工业对机器人控制系统开放性和通用性的要求,基于VC++设计了一种直角坐标机器人控制系统。整个系统以"工控机+运动控制卡"为核心,采用GALIL DMC-1842运动控制卡、伺服电机驱动器以及直角坐标机器人构成一个开放式结构。控制系统主要包括硬件设计、软件设计和轨迹规划,实现了单轴点动、连续运动、回零运动以及多轴直线插补、圆弧插补等功能。机器人根据末端执行机构的不同,可完成不同作业任务,具有良好的开放性和扩展性。本文执行机构采用雕刻机专用电主轴,根据设定的雕刻任务,编写轨迹程序,成功实现了雕刻任务。实验结果表明,所设计的机器人控制系统较好的完成了轨迹规划任务,具有很好的性能和应用前景。     

以可控液体静压轴承补偿主轴回转误差

本文介绍了一种新型的液体静压主轴系统,此系统由主轴回转误差在线监测单元、可控液体静压轴承及微机系统组成。开发研制此主轴系统旨在直接控制主轴位置以补偿主轴回转误差。本文说明了此直接补偿方法的原理和特点。介绍了可控液体静压轴承的设计问题及在线控制补偿主轴回转误差的试验,试验结果表明这种方法是有效的,约70%的主轴回转误差被消除。     

一种基于微处理器控制的智能移动机器人

为了更好地满足人机交互的需求,开发的小型智能自主移动机器人,采用80C552微处理器作为控制系统核心,以模块化组成控制系统,解决了非模块化系统的不足;嵌于微控制系统中的躲避障碍函数,使机器人实现了智能避障和自主学习相结合;上位机图形编程功能,以直接操作方式实现了图形编程的人机交互方式.     

基于DSP运动控制器的拆垛、码垛SCARA机器人研制

针对物流自动化行业中对箱包高速拆垛、码垛的需求，研制了一种通用的拆垛、码垛机器人．所研制的机器人采用水平关节的机械结构形式，以基于PC的开放式DSP多轴运动控制器作为控制系统的核心．使用面向对象的开发模式，自主开发了机器人控制软件．实际使用结果表明，所研制的机器人已能满足物流自动化系统中拆码垛的需求．     

基于工业机器人的柔性制造单元的实现

柔性制造系统主要由一台机器人、一台数控车床及一台加工中心组成。该系统的主要功能是自动装卸工件，并使需要车与铣两种加工工艺的工件在加工循环中，两台机床的待机时间最短；或在独立使用两台机床时，使得两台机床的待机时间最短。GUI风格的编程软件SCORBASE可管理和协调柔性制造单元的所有资源，并提供了丰富的指令。另外，章还提出了一种新的机器人加工单元工作时间循环分析符号法，并给出了软件设计方案及主要界面。该方法消除了自然语言描述工艺的歧义性，提高了工艺设计的效率，也为工艺的计算机的表达创造了条件。通过所提出的时间循环分析法进行合理的时间规划，以及机器人系统的有关参数设置，可使整个系统的资源在一定的约束条件下达到最为有效的利用。     

串并联机器人主轴平台结构参数的敏感性分析

5自由度串并联机构机器人在数控操作(加工)时具有灵活性,3-PRS主轴平台在操纵运动的3个方向上起了关键作用,为了解决这个问题,提出了一种解析方法用来研究主轴平台结构参数的敏感性问题并建立了敏感性模型,基于此模型和实例仿真,讨论了影响主轴平台位置和方向的所有参数,发现滑座进给参数、连杆长度和主轴(包括刀具)的安装长度尺寸是影响平台位姿精度的关键参数.     

Smoothness-oriented path optimization for robotic milling processes

Industrial robots are increasingly used for five-axis machining operations, where the rotation of the end effector along the toolaxis direction is functionally redundant. This functional redundancy should be carefully resolved when planning the robot path according to the tool path generated by a computer-aided manufacturing(CAM) system. Improper planning of the redundancy may cause drastic variations of the joint motions, which could significantly decrease the machining efficiency as well as the machining accuracy. To tackle this problem, this paper presents a new optimization-based methodology to globally resolve the functional redundancy for the robotic milling process. Firstly, a global performance index concerning the smoothness of the robot path at the joint acceleration level is proposed. By minimizing the smoothness performance index while considering the avoidance of joint limits and the singularity and the constraint of the stiffness performance, the resolution of the redundancy is formulated as a constrained optimization problem. To efficiently solve the problem, the sequential linearization programming method is employed to improve the initial solution provided by the conventional graph-based method. Then, simulations for a given tool path are presented. Compared with the graph-based method, the proposed method can generate a smoother robot path in which a significant reduction of the magnitude of the maximum joint acceleration is obtained, resulting in a smoother tool-tip feedrate profile. Finally, the experiment on the robotic milling system is also presented. The results show that the optimized robot path of the proposed method obtains better surface quality and higher machining efficiency, which verifies the effectiveness of the proposed method.