双机器人制造系统的网络协作离线编程研究

在分析双机器人快速原型加工硬件特点和基础上,建立了双机器人离线编程系统总体结构,研究了图形数据处理、加工路径规划与仿真和后置处理等关键技术,并用IDEF方法对各功能模块进行了详细设计,研制了一套离线编程软件,实现了双机器人加工程序的自动生成,最后详细论述了用NetMeeting进行双机器人异地协作编程的系统配置和工作过程。     

一种用于机器人离线编程的标定方法

介绍了一种基于离线编程、用于汽车零部件点焊工艺的机器人点焊系统。基于工件、工装夹具和焊点位置的三维CAD模型在ROBCAD中离线生成了机器人点焊程序,通过三坐标测量机结合ROBCAD软件的方式实现了系统中工装夹具相对机器人位置(工件坐标系)的快速精确标定,采用机器人自身XYZ-4点法实现了系统中焊钳作用中心点(工具坐标系)的标定。经过系统标定,使离线编制的程序有效应用到了实际的机器人点焊系统中;采用离线编程的方式生成机器人焊接汽车零部件的轨迹程序,大大提高了编程效率。     

基于工业机器人的纸基蜂窝芯零件填料工艺研究

针对基于磁场和摩擦学原理的纸基蜂窝芯零件固持新方法,提出了基于工业机器人的自动填料工艺,进而提出了机器人填料作业离线编程的实现方法。重点论述了基于机器人的填料工艺的离线编程实现方法,研究了填料区域规划、运动学计算、生成机器人填料作业程序以及机器人填料作业仿真等。采用VC++语言开发了基于机器人驱动的填料系统,并以某型号飞机方向舵蜂窝零件为例进行填料仿真,通过仿真分析,验证了基于工业机器人的自动填料工艺的可行性,并可以有效地提高蜂窝零件的加工精度和效率。     

基于离线编程的机器人曲轴去毛刺系统

本文介绍了一种基于离线编程的用于曲轴去毛刺的机器人系统,基于曲轴的CAD模型离线生成了机器人去毛刺程序,采用辅助支架实现了系统中工件坐标系的标定,采用变形的三点法实现了系统中工具坐标系的标定。经过系统标定,使离线编制的程序有效应用到了实际的机器人系统中;采用离线编程的方式生成机器人曲轴去毛刺程序,大大提高了编程效率。     

机器人离线编程语言HRL及其开发环境

介绍机器人离线编程语言HRL及其开发环境。作为机器人离线编程与仿真系统HOLPSS的主要子系统，HRL实现了对一般4～6自由度机器人的离线编程，形成了基于微机的通用机器人语言。HRL语言系统结合HOLPSS的图形仿真系统，构成完善的离线编程与仿真环境，避免了文本编程与图形编程的弊端。论述HRL语言的数据类型及其操作、控制结构、轨迹规划、示教集成和通用性问题，并给出对PUMA560机器人的编程及结果仿真，仿真结果表明HRL语言系统是机器人程序快速生成的有力工具。     

基于Solidworks的工业机器人离线编程系统

应用Solidworks API二次开发函数及VC++编程语言,开发了Solidworks环境下运行的工业机器人离线编程系统,实现了FANUC M-900iA/350型工业机器人位姿坐标计算、机器人逆运算及作业程序自动生成等功能。经过与Roboguide仿真结果对比证明,该离线编程系统稳定可靠。     

基于离线编程的机器人打磨轨迹规划

开发了机器人打磨抛光系统,并提出一种基于离线编程的机器人打磨轨迹规划方法,利用离线编程软件快速生成打磨程序,用于复杂轨迹的打磨。将该方法用于一种不锈钢三通分水器的抛光打磨,实验结果表明:该方法生成的程序能够精确地完成打磨作业,效果良好,具有一定的实用性。     

一种视觉辅助机器人离线编程去毛刺系统

目前铸造工件的自动化去毛刺作业大量使用机器人加工.大部分的解决方案是使用手工示教或者机器人离线编程,但手工示教效率较慢,而离线编程的手工标定精准度比较欠缺.由于工件的误差,使得离线编程在大批量作业中遇到大量问题.本文提出一种利用机器视觉自动检测工件轮廓的方法,解决大批量工件之间的个体误差问题,对每个工件检测轮廓后动态修改机器人运动路径.如此,在机器人自动去毛刺的作业中,使用CCD相机获取的视觉信息和自主开发的离线编程系统(RobSim)生成可执行的机器人运动轨迹.利用此方法,可有效提高去毛刺的加工质量.     

机器人钣金折弯系统仿真平台设计

现有钣金折弯加工机器人采用示教编程,针对其效率低、占用设备时间长的问题,对机器人钣金折弯系统仿真平台进行了设计与构建。基于对系统各组成单元的参数配置和局部坐标系定义,完成了参数化导入和定位,实现了系统仿真平台的环境构建;通过对钣金折弯任务状态下机器人操作末端位姿和任务目标位姿的数学模型分析,建立了机器人末端位姿和任务目标位姿的关系,生成了折弯操作时机器人末端的任务目标位姿;通过机器人运动仿真模块生成关节角度,选取试验钣金件对该平台进行了仿真试验。研究结果表明:该仿真平台能正确生成机器人执行不同钣金加工操作任务的目标位姿,并实现加工仿真,可为面向钣金折弯工艺的机器人离线编程系统研究提供借鉴。     

中走丝线切割自动编程系统研究

对线切割自动编程系统进行了研究,将自动编程系统的系统构架划分为基础功能模块、DXF文件读写模块、图形绘制与编辑模块、图形文件预处理与刀具轨迹生成模块、加工仿真与代码输出模块。重点研究了系统的数据结构、DXF文件图形信息提取与处理方法、电极丝轨迹生成等关键技术,开发了基于VC＋＋的中走丝线切割自动编程系统,简化了线切割加工程序编制。     

机器人快速成型系统研究

以6自由度工业机器人组建了1个机器人快速成型系统。并且对空间自由曲面加工中的曲面重建、数据处理、离散点曲面三角划分及刀具无干涉路径规划等问题进行了系统研究。为实现机器人快速成型模型加工奠定了基础。     

Implementation of a Robot System for Sculptured Surface Cutting. Part 1. Rough Machining

Rapid prototyping plays an important role in product development. There are two ways to realise rapid rototyping: one is to develop new prototyping equipment such as stereolithography apparatus (SLA), selective laser sintering (SLS), etc., and the other is to improve existing CNC techniques. In this work, a robot system for rapid prototyping, which is an enhancement of the CNC based method, is presented. A robot arm holding a milling tool is used to machine the prototype of a solid model drawn using a commercial CAD system. In this paper, Part 1, a strategy using the robot for rough machining is discussed and then an automatic tool-path generation method using a grid height array is presented. This method can generate tool paths for rough machining with different tolerances. As a verification of the proposed algorithm, a number of prototypes have been produced, which have demonstrated the feasibility and advantages of the algorithm. In a companion paper, Part 2, an approach to represent C-space by incorporating possible variations in tooling orientations is proposed. In order to reduce error on complex surfaces resulting from undercut or overcut operations, a curvature-matching algorithm is developed. Finally, experimental work using the collision-free planning strategy and simulation for the curvature matching algorithm is carried out.     

Improving robotic machining accuracy through experimental error investigation and modular compensation

Machining using industrial robots is currently limited to applications with low geometrical accuracies and soft materials. This paper analyzes the sources of errors in robotic machining and characterizes them in amplitude and frequency. Experiments under different conditions represent a typical set of industrial applications and allow a qualified evaluation. Based on this analysis, a modular approach is proposed to overcome these obstacles, applied both during program generation (offline) and execution (online). Predictive offline compensation of machining errors is achieved by means of an innovative programming system, based on kinematic and dynamic robot models. Real-time adaptive machining error compensation is also provided by sensing the real robot positions with an innovative tracking system and corrective feedback to both the robot and an additional high-dynamic compensation mechanism on piezo-actuator basis.     

Implementation of a Robot System for Sculptured Surface Cutting. Part 2. Finish Machining

Rapid prototyping plays an important role in product development. There are two ways to realise rapid prototyping: one is to develop new prototyping equipment such as stereolithography apparatus (SLA), selective laser sintering (SLS), etc., and the other is to improve existing CNC techniques. In this work, a robot system for rapid prototyping, which is an enhancement of the CNC based method, is presented. A robot arm holding a milling tool is used to machine the prototype of a solid model drawn using a commercial CAD system. In a previous paper, Part 1, a strategy using the robot for rough machining was discussed and then an automatic tool-path generation method using a grid height array was presented. As a verification of the proposed algorithm, a number of prototypes were produced, which demonstrated the feasibility and advantages of the algorithm. In this paper, Part 2, an approach to represent C-space by incorporating possible variations in tooling orientations is proposed. In order to reduce the error on complex surfaces resulting from undercut or overcut operations, a curvature-matching algorithm is also developed. Finally, experimental work using collsion-free planning for manipulator movement and stimulation for the curvature matching algorithm is carried out.     

CIMS实验工程中的回转体零件加工工作站

介绍清华大学ＣＩＭＳ实验工程的回转体零件加工作站的设计，包括硬件配置、通讯问题、运行控制方式等；介绍加工工作站运行管理模块中的加工过程管理和刀具管理；回转体零件加工工作站实现ＣＩＭＳ环境下单元控制器、刀具工作站、ＣＡＭ／ＣＡＰＰ、机器人离线编程（ＯＬＰ）、车削中心、工业机器人的信息集成和回零件加工过程的自动进行；具有集成、自治、单项等３种级别的运行控制方式，使得工作站的调试、运行方便可靠；对加工过     

图形交互式机器人离线编程系统设计

根据当前国内外工业机器人离线编程技术的研究状况,分析了其离线编程系统的硬件与软件组成,并分析了各模块的功能及相互耦合关系.对图形交互式工业机器人离线编程及工作过程动态仿真中的关键技术作了探讨.     

基于VB的非圆齿轮CAD/CAM系统研究与开发

基于VB开发一个对表达式进行自动计算的控件,以实现通过表达式的方式自动采集非圆齿轮的传动比要求;基于模块设计方法搭建了系统框架,然后用数值计算方法,开发不同传动比要求下非圆齿轮节曲线的设计模块;基于VBA仿真非圆齿轮的加工,生成非圆齿轮实体。在节曲线设计成功的基础上,开发非圆齿轮的辅助制造模块。在上述所开发的各模块中,反复测试了程序,所开发的系统能够完成常用非圆齿轮的自动设计和数控加工程序的自动生成。     

快速原型制造技术的集成应用方法

快速原型制造技术在企业新产品开发中具有重要的作用。在介绍几种典型快速原形系统工作原理和应用特点的基础上,指出快速原型、ＮＣ加工和机械手加工原型技术集成的必要性并提出建立集成快速原型制造的模型,最后讨论快速原型技术的应用现状和前景。     

一种变速箱加工的数控系统设计与实验研究

针对传统的多轴数控机床较难满足变速箱加工过程中精度要求,提出了一种基于“ARM+DSP”硬件结构的参数可重构嵌入式数控系统的设计。所设计的数控系统通过参数化自动编程模块,实现了根据变速箱齿轮的参数、加工刀具参数和加工过程参数自动生成数控加工程序,还能够通过专家数据库优化数控程序中周期性参数的设置,同时在所设计的数控系统中应用了一套新型的软件电子变速器,以达到提高多轴同步运动控制精度的目的。实验结果表明,将所设计的嵌入式数控系统应用于六轴滚齿机,能够有效提高变速箱齿轮的加工精度。