基于模块化设计的码垛机器人控制系统开发

介绍一种在WinCE平台上开发的基于模块化设计的码垛机器人控制系统。该系统的硬件和软件结构都采用模块化设计,各个模块相对独立,互换性好,不同模块的组合可以适用于不同的机器人系统,因此系统具有良好的扩展性。同时,系统的开放性好,开发周期大大缩短,成本降低。     

码垛机器人运动定位误差补偿

针对国产码垛机器人绝对定位精度不高的现状,以现有码垛机器人为研究对象,构建位姿误差模型,分析主要的误差来源.并根据实验实测数据与模型相结合的方法,给出误差补偿算法,实现定位精度的优化设计.     

基于Solidworks与Matlab的码垛机器人动力学仿真

动力学是高速码垛机器人设计过程中必须考虑的问题,但要建立机器人精确的动力学模型比较困难.通过Solidworks建立机器人实体模型,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(Joint Actuator)和检测模块(Joint Sensor)建立完整的仿真模型,通过两者的结合进行机器人动力学仿真分析.结果表明,运用Solidworks与Matlab联合仿真,可以缩短设计周期、形象直观的模拟机器人的三维运动情况,有效的获取其动力学特性参数.     

工业码垛机器人机构设计与运动学分析

研究与探讨了新型工业码垛机器人机构设计和运动学分析问题,对于机器人的核心机构设计问题进行了详细的数学推导,并通过实验数据对分析结论进行了验证,还根据数学推导结果计算出了机器人的工作空间,且通过Matlab对机器人的三维工作空间进行了仿真分析,仿真分析结果与机器人实际运行结果完全吻合.所做工作对开展新型工业码垛机器人理论研究与工程探索具有重要意义.     

一种斜导面码垛机器人结构静力学分析研究

简要分析目前码垛机器人基本状况,介绍一款结构新颖的斜导面码垛机器人。针对斜面倾角参数进行整机静力学分析,得到最优斜面倾角为θ=26°;然后对处于最优倾角的整机进行有限元分析及改进。分析结果表明,整机最大等效应力、位移均比改进前有所减小。通过结构静力学分析及改进,整机末端静刚度、位置精度均得到有效的提升,具有受力结构好、导轨移动行程大、结构紧凑的特点,能一定程度上降低驱动能耗以及制造成本,具有好的市场前景。     

双平行四边形码垛机器人的运动学分析及功能研究

针对四自由度平行四边形码垛机器人,提出了一种几何的运动学算法,该算法简单、计算量小、便于实时控制,并实现了码垛与拆跺的功能设计,满足实际工程中的需要。该算法已成功应用于公司生产的多款码垛机器人产品,获得了满意的效果。     

码垛机器人运动学分析及关节空间轨迹规划研究

以IRB-460工业机器人为研究对象,针对其运动学建模及在笛卡尔空间和关节空间下的轨迹规划方法展开研究并进行对比。对机器人本体进行了机器人运动学分析,利用多项式轨迹插值算法进行了关键点间的轨迹规划,完成了重叠型码垛的作业流程。利用Robotics Toolbox完成了轨迹规划算法仿真,并进行了结果分析。仿真结果表明在关节空间下进行轨迹插补所得的路径点更为优化,所得的轨迹更为满足作业任务,具备合理性。     

一种用于激光切管机的机器人码垛系统设计

本文以济南铸锻所生产的FL809i数控激光切管生产线的下料机构为研究对象,设计开发了一种利用机器人实现自动码垛的系统,主要用于中等厚度矩形管材的全自动下料,具有生产效率高、码垛效果好、成本低等特点,应用前景广阔。     

基于Modbus总线控制的机器人自动分装码垛系统设计

提出一种基于Modubs现场总线技术控制的机器人自动分装码垛生产线,以提升物流环节效率,增强分装码垛系统智能性及通用性。采用西门子S7-1200 PLC顺序控制实现自动分装码垛生产线的物料输送线、分装码垛线的运行。采用视觉智能识别待分装工件的形状、位置及个数信息。工业机器人、视觉智能检测与上位机之间通过Modbus现场总线与PLC进行信息交互,提升分装码垛系统的可靠性及适用性。实践证明,该方法使整个分装码垛生产线自动化程度提高,资源配置、系统布局得以优化,调试费用得到节省。     

基于PCI-208卡的码垛机器人系统设计与研究

针对码垛机器人功能要求,对其机械本体和控制系统进行了研究与设计。基于设计的机械本体,采用D-H法则建立连杆坐标系进行运动学分析。该机器人的控制系统硬件结构采用基于PCI总线的IPC(工业级计算机)+PCI-208运动控制器的模块化分布式两级伺服控制方案,用模块化的思想对软件系统进行分层设计,实现了系统的作业和监控管理。通过示教盒控制方式进行实例码垛作业点示教,证明了控制系统的有效性和实用性。     

矩形弹性壳液耦合系统模态的有限元法分析

为了进一步对矩形弹性壳液耦合系统产生低频大幅重力波问题进行研究,本文采用有限元法对其进行了动力学分析,首先得到了空壳和壳液耦合系统及水的几阶主要振型和频率;然后改变水的深度,得到系统频率与水深的关系曲线.本文所得结果与实验结果有较好的吻合,为深入研究矩形壳液耦合系统中的重力波现象提供了有力依据.     

斜齿轮的参数化建模及有限元模态分析

为提高斜齿轮设计的效率,提高其工作的可靠性,避免斜齿轮在传动系统中产生共振。采用了三维造型软件Pro/E实现斜齿轮的参数化建模,采用ANSYS有限元软件对斜齿轮进行有限元模态分析,研究斜齿轮的固有振动特性,得到了斜齿轮的低阶固有振动频率和主振型。所得的结论:斜齿轮的参数化建模,提高了斜齿轮设计的效率;模态分析得到的斜齿轮的低阶固有振动频率和主振型,反映了斜齿轮的动力学性能,在齿轮系统的设计中使工作频率远离齿轮的固有频率,避免发生共振,同时也为斜齿轮系统的动态响应计算和分析奠定了基础。     

机床模态特性的有限元分析

采用了ANSYS软件对机床模态特性进行了有限元分析。在有限元模型中引入了用户自定义单元来模拟结合面的刚度。重点分析了机床固定立柱和底座结合面的刚度对机床模态的影响，为机床的下一步设计提供了参考。     

输气管道矫正设备的模态试验与振动分析

针对煤炭采空塌陷引起的输气管道沉降问题,研发了一套输气管道智能矫正设备。采用SolidWorks和ANSYS Workbench工程软件对该设备进行了模态仿真分析,分析结果表明:智能矫正设备前6阶模态频率随阶数的提高呈递增趋势,并在设备的1、2、3、6阶出现扭转现象,此时传动模块的大轮上发生条状形变。在模态仿真分析后进行了模态试验,并将试验数据与仿真数据对比,得知智能矫正设备两种测验方法所得数据相差很小,证明了所得数据具有较强的可靠性。最后为了了解智能矫正设备的振动特性而进行了振动试验,试验结果表明:设备的振动频率集中在0.53、50.06、80.97、99.92、171.38、194.65 Hz附近,与设备固有频率相差甚大,保证了该智能矫正设备在运行时不会出现共振现象。     

可调式高速轧辊磨床油膜轴承的有限元模态分析

针对一种可调式高速轧辊磨床油膜轴承,分析了其结构特点和工作原理,在此基础上,针对不同的调节位置,建立了其有限元模态分析模型,并计算出了该油膜轴承的前6阶固有频率,得到了其前6阶模态振型云图。通过对该油膜轴承的模态分析得知:轴承本体是该可调式油膜轴承振动的薄弱环节,且轴承本体的易激振频率区为2 300~3 000 Hz。因而,该轴承在实际使用过程中,应尽量避免该易激振区,同时,应尽量提高轴承本体的抗振性能。     

下肢外骨骼机器人大腿板模态分析与拓扑优化

为提高下肢外骨骼机器人的性能,需对下肢外骨骼机器人部分零件进行结构优化。针对下肢外骨骼机器人大腿板,利用拓扑优化方法,将零件的模态数据作为优化依据。首先建立零件的三维模型,将其导入到Workbench软件中进行静力学分析和模态分析,得到大腿板在最大工作载荷处的最大应力和最大应变以及大腿板前4阶固有频率和最大振幅。然后进行开槽处理,将槽宽设为变量,求解出不同槽宽下的模态参数。最后根据固有频率和振幅参数,在满足减重需求和零件强度需求的情况下,选定槽宽的最优值。经开槽处理后大腿板质量减少明显,固有频率有所减小,抗振性能有所下降,但依然能够满足工况需求,且零件的静力学分析也能够满足要求,故验证了拓扑优化的可行性,对下肢外骨骼机器人结构优化具有参考价值。     

基于ANSYS Workbench的某大型氧化铝仓有限元分析

文章以某工程中25 000 t氧化铝仓主体结构为分析对象,采用SolidWorks搭建实体模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench中进行静态分析、模态分析、地震反应谱分析和瞬态分析,得到氧化铝仓的应力和位移云图。分析结果显示:氧化铝仓在静态载荷作用下满足设计要求;氧化铝仓的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性,在地震载荷作用下,其强度和稳定性满载抗震要求。     

磁悬浮直线进给单元工作台模态分析

磁悬浮直线进给单元是一种新型的机床功能部件,振动问题是其结构设计中所面临的问题之一,它会造成机床的加工误差,影响零件的加工精度和表面质量。建立了进给单元工作台的三维有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS对工作台初始模型进行模态分析,求得其固有频率和振型,并据此改进工作台的结构,以便在设计阶段预测工作台的性能,并为工作台的结构优化提供理论依据。     

曲轴APDL三维实体建模与模态分析

采用ANSYS软件所支持的APDL参数化设计语言,建立一个直列四冲程发动机的曲轴三维实体模型.在添加合理的约束后,通过模态分析,得到了曲轴的各阶固有频率和振型,确定了其危险区域.为合理的设计曲轴提供了依据.     

纯滚动单圆弧齿轮的模态分析

纯滚动单圆弧齿轮是一种新型的圆弧齿轮,为了研究其振动特性,利用Pro/E建立纯滚动单圆弧齿轮的三维实体模型,然后导入到ANSYS中对该齿轮进行模态分析,分别得到纯滚动凸圆弧齿轮和凹圆弧齿轮的固有频率、振型及临界转速;讨论了不同齿数、模数、螺旋角情况下齿轮的固有频率,讨论结果为纯滚动单圆弧齿轮的优化设计和动态响应分析研究提供基础。