基于PLCopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计

针对工业机器人控制系统的开放性要求,设计符合PLCopen规范的六轴工业机器人运动控制功能块。基于CodeSys软件开发环境,结合SMC_CNC库中数组、结构体和功能块,采用IEC61131-3编程语言开发了六轴工业机器人运动控制功能块,包含：坐标变换、正逆运动变换、直线与圆弧插补运动等;在此基础上,开发了一系列机器人运动控制指令和可视化编程界面。最后,以埃夫特ER50六轴工业机器人为实验对象,采用研制的机器人运动控制器,实施机器人编程控制实验,结果表明所开发的机器人运动控制功能块及其指令达到了设计要求。     

基于SimMechanics的新型并联机构仿真平台

针对一种新型六自由度并联机器人进行了运动学和动力学分析,并借助于MatLab的SimMechanics模块的系统动态建模功能,以六自由度并联机器人仿真模型为对象,设计了PID控制器形成闭环控制,最后构成一个仿真平台。结果表明：在平台上可以进行运动学、动力学、控制方法的研究。同时仿真平台由各模块组成,可以灵活改变各模块的参数和结构,并且避开了Stewart平台的复杂的建模过程,对所有并联机构的研究都有借鉴作用。     

用户自定义建模离线编程与仿真平台设计

目前存在的离线编程与仿真系统仍运行于单一系统或平台下,所能加载的机器人类型限于某一种或某一公司的某种型号;基于此提出了一个基于Qt框架的离线仿真和编程系统,通过设计规划了图形库系统并定义了相应的装配文本格式,实现了当前广泛使用的6旋转自由度工业机器人的用户自定义加载,还分别对六自由度工业机器人运动学进行了分析,并介绍了系统的总体结构,还描述了指令编译系统;最终以六自由度弧焊机器人UPR100为例,仿真结果证明系统较好地满足了具备柔性化建模的六旋转自由度工业机器人离线编程及仿真平台的要求。     

基于示教与视觉纠偏的机器人自动焊接方法研究

给出了一种示教与纠偏相结合的焊缝跟踪方法,用于实现机器人的自动焊接．针对传统的示教再现机器人,由激光视觉传感器测量实际路径与示教路径之间的偏差．机器人控制器根据示教路径和偏差,对焊枪的运动方向和位置进行调整,实现焊缝跟踪．利用六自由度机器人和激光结构光视觉传感器设计了实验系统,对所提方法进行了实验．实验结果验证了该方法的有效性．     

一种六轴机器人的三维可视化仿真程序设计

针对AUBO-I5型协作机器人,进行三维可视化仿真程序设计。首先根据机器人的结构特点,建立机器人D-H坐标系,进行机器人的正逆运动学分析,得到机器人正逆解的求解算法;基于“行程最短”准则获取机器人的运动最优解;利用Solidworks创建机器人三维模型,通过C++编程软件和OpenGL图形库搭建机器人的三维可视化仿真环境。仿真程序能直接观测到机器人的运行状况,同时能通过TCP连接机器人进行仿真示教,并通过仿真结果和示教实验,验证了所提出机器人运动学算法的正确性。     

机器人相机空间智能编程方法研究*

针对传统的示教编程方式存在操作复杂,效率低,危险性高等不足,严重限制了工业机器人的推广应用。基于自然的人机交互示教方式,提出了一种基于计算机视觉的相机空间工业机器人智能虚拟编程方法,本方法不需要实际操作示教盒和机器人本体,仅采用辅助示教工具在视觉相机空间示教就实现了工业机器人的虚拟编程。主要研究了实现该方案的关键技术即基于相机空间映射模型的视觉定位技术以及基于K-means聚类算法实现的相机空间映射关系自学习技术。最后,基于自主开发的机器人平台,开展基于相机空间的虚拟智能编程实验,验证了本文提出的相机空间工业机器人智能编程方法的可行性及正确性。     

基于MATLAB的某型机器人运动学可视化仿真平台实现

针对六自由度机器人关节运动强耦合难分析的问题,开发了可视化机器人仿真、平台.该平台以KLD 600型六自由度教学机器人为研究对象,利用MATLAB集成仿真环境,分别实现了机器人正逆运动学计算、机器人点动和联动操作的动画田演示等功能,且所有功能以图形用户界面的形式进行调用.该仿真、平台可作为机器人教学和科研的仿真工具.     

冲压自动生产线上下料机器人示教编程方法

针对由多台机器人及多种辅助设备组成的冲压自动生产线编程量大、运动协调关系复杂、联锁信号多的特点 ,介绍一种离线规划与在线示教相结合的冲压机器人示教编程方法 ,对冲压机器人进行运动轨迹、作业内容等方面的示教 ,降低了示教内容的复杂性 ,节省了在线示教所占用的现场调试和生产时间。     

基于OpenHaptics的六自由度串联机器人实时控制

随着串联机器人技术的发展,通过计算机编程实现的多种人机交互的机器人控制方法成为一个新的研究热点.对触觉输入输出设备、六自由度串联机器人的物理结构、通讯方式及编程接口进行研究,使用Geomagic公司的触觉输入输出设备Geomagic Touch为人机交互信息采集设备,利用设备配套的OpenHaptics编程套件,通过UR10机器人及其控制脚本URScript,构建了一个六自由度串联机器人的实时控制系统.     

DYNAX系统机器人在工业生产中的仿真与应用

采用DYNAX运动控制器对奇瑞QH-165工业机器人进行运动控制,可以在对机器人进行正逆运动学分析的基础上,借助DYNAX提供的CAM模式,利用VC++6.0语言开发运动控制软件实现机器人的I/O控制、轨迹示教等。     

软实时环境下机器人运动学逆解研究

为有效抑制串联机构的末端振动,使机器人运动系统的运行更加平滑,设计了以PC104为硬件基础、在RTLinux上进行二次软件开发的机器人控制系统。它通过PCI/ISA总线连接上位机和底层硬件接口电路,以控制伺服电机。分别研究了机器人系统的模型,以及在这一软实时系统上采用反变换法+Pieper方法求解机器人的逆运动学问题。通过比较工业机器人在伺服控制、板卡控制和软件控制三种模式下的运动性能,验证了软件方式的优越性,以及其在运动控制领域中的应用价值。     

Transputer-based robot control system for six-joint robot manipulators

A transputer-based robot control system was designed and built to control an industrial robot PUMA 560. The goal was to develop a research tool for the investigation of practical and theoretical aspects of various advanced control strategies in the robot system. A transputer network consisting of thirteen transputers is employed for the application, where the parallelization of the algorithms is utilized for speeding up the computation. The kinematics, path planning and a collision avoidance module associated with a vision system are implemented on the network. Six joint controller modules were designed and constructed to handle input/output signals from the joint motors of the robot manipulator. The advanced multitransputer structure is capable of integrating the extern sensor information in a simple way and implementing control algorithms in parallel processes. For Software development, the parallel programming language Occam is used. The code development is performed on an IBM-PC-based toolset system.     

腹腔镜机器人控制系统的设计及实现

根据机器人辅助微创手术任务的特点设计了腹腔镜机器人控制系统．研究了基于运动控制卡的 开放式机器人控制器结构,设计了机器人伺服系统及相应控制器硬件接口,采用面向对象的技术和模块化思 想开发了系统控制软件,应用灵活度和可操作度概念建立了腹腔镜机器人的手术规划和控制平台．通过调试 伺服参数提高了系统控制性能．实验表明,该腹腔镜机器人控制系统具有稳定性、高可靠性和多任务适应性, 满足微创手术需求．     

高压带电作业双臂机器人系统设计

摘要：传统带电作业采用人工方式,但高空、高压危险作业环境与高劳动强度对作业人员人身安全构成一定威胁。针对10KV配电网带电作业的实际需求,采用12米高液压升降平台和两台协作型六轴机械臂,设计开发了双臂六轴机器人系统。采用ARM嵌入式处理器,设计开发了双臂机器人控制器硬件和软件,根据实际作业应用需求,给出了机械臂运动路径规划方法,通过WiFi无线通讯方式和SOCKET编程实现了对双臂机器人的现场操作控制,采用LoRa无线通讯网络,设计开发了LoRa主站模块和LoRa专用工具模块,采用LoRa定点扫描通讯方式,实现了各工具模块和机器人控制器的相互通讯。在某培训实验基地10KV配电线路上,对带电作业机器人系统进行了现场实验,验证了剥皮、接引流线等各项设计功能,机器人从接收到剥皮指令开始到剥皮作业完成,整个过程用时3分20秒;完成接引流线作业全程用时2分50秒。     

Task-oriented programming of large redundant robot motion

Large robots are a new domain of advanced robotics. Examples of their application fields are tasks like operations on large free-form surfaces, especially aircraft cleaning and removing paint from hulls. They are equipped with a programmable robot control comparable to a control system used for industrial robots. However, conventional teach-in methods are not able to manage the complexity of programming large redundant robot operation on free-form geometries. The Fraunhofer IPA has developed an innovative off-line programming system that allows the creation of robot motion programs which satisfy time and energy optimization criteria. This system helps to avoid collisions within the workspace and to fulfill conditions that arise from the robot kinematics and dynamics. This advanced programming system has been successfully used to generate motion programs for the world's largest mobile robot, the aircraft cleaning manipulator SKYWASH. In this context offline programs for eleven different types of aircraft have been developed.     

基于Socket通信的工业机器人监控系统研究

针对Epson-G6和Staubli-TX90工业机器人,研究一种基于Socket通信的工业机器人监控系统;系统分为本地监控端和Web远程监控端;基于TCP协议和Socket通信技术,编写了机器人控制器服务端程序和MFC类库开发的客户端程序,客户端分为通讯功能模块,末端坐标轨迹存储模块和基于OpenGL类库的运动姿态展现模块;在此基础上, 基于J2EE架构和WebSocket通信协议编写了Web远程监控端程序,分为用户管理模块和实时监控模块;系统实现了机器人末端坐标轨迹的采集并远程存储至PostgreSQL数据库,同时通过逆运动学计算展现了机器人三维运动姿态,并在Web页面以动态曲线方式监控机器人的末端坐标轨迹。     

基于COMX的机器人伺服控制器设计

为了配合EtherCAT协议在机器人控制系统上的使用,本文提出了基于COMX和STM32的机器人伺服控制器解决方案。介绍了COMX模块的功能及结构,设计了基于FSMC的接口电路来控制COMX,并设计了COMX驱动和伺服控制器的应用软件。最后搭建实验平台以测试通信功能和分析转发延时,验证了本方案的可行性。     

基于ARM的多自由度控制装置研究

为满足微小型车辆和机器人控制实时性及功能扩展性的需求,设计了一种控制装置,能实现某小型履带式车前后行进、转向和天线升降、旋转等多个自由度的控制。文中分析了被控对象,提出控制装置的软硬件设计方案,以ARM7为微处理器,以μC／OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统为软件平台。介绍了微处理器模块、传感器模块、执行模块和遥控模块,实现了系统的PID控制算法及基于MiniGUI的图形用户界面程序开发。控制装置可满足对控制实时性和智能化的要求,具有操作灵活、界面友好、功耗低、体积小等特点,为小型车辆和机器人的控制系统设计提供了一种新颖的方法。     

基于dSPACE并行处理平台的机器人实时仿真系统结构及实

基于dSPACE并行处理平台设计了两级结构的机器人实时仿真系统，这种仿真结 构既与实际控制系统结构相接近，又有很高的计算能力．分别用C语言和SIMULINK设计了模 块化的机器人仿真控制软件，将机器人的正逆运动学、正逆动力学、各种控制算法、轨迹规 划等封装成通用模块，并提供用户接口．基于VB和MATLAB设计了图形化的人机接口，通过DD E进行数据交换，解决了dSPACE的TRACE软件不能在一个图形窗口显示多个变量的问题．