采用柔顺手腕(MICCW)的机器人装配作业实验系统

机器人装配对于柔性装配自动化具有广阔的前途,但由于机器人手付的定位精度低,装配零件尺寸的变化问题,直接采用现有工业机器人来实现装配作业是困难的。本文介绍了研制的采用机械阻抗可控制柔顺手腕的机器人装配作业实验系统,柔顺手腕是一种定位误差补偿装置,能够克服上述存在的问题,实现精密机械零件的装配作业。     

柔性装配系统设计中若干问题的研究

研究了柔性装配系统设计中的装配规划,提出通过计算装配关联图割集,利用分离可行性和可行分离路径判据,求出可行拆卸顺序,以与/或图给出装配顺序。还研究了机器人装配工作站规划,提出了把机器人装配成功率最高的位姿作为装配点,把位姿误差最小的构形作为抓取点,适当调整工作点,缩短机器人运动路径,实现工作站的合理布局。     

适用于连杆锻造自动化生产线的浮动手爪

介绍了一种基于连杆锻造自动化生产线的柔性与刚性可切换手爪,重点介绍了手爪的结构、组成、特点及应用。利用该浮动手爪实现了机器人抓住工件不松开直接对工件进行拍扁,然后再送到预锻工位,提高了生产线的工作效率。     

平面关节型装配机器人拧螺钉手爪的研究

介绍了一种适用于平面关节型装配机器人的拧螺钉手爪.该手爪的结构充分利用机器人本身的自由度,实现在手爪库里更换不同规格的拧螺钉手爪,该手爪结构使手指、更换装置、螺钉隔断机构、拧螺钉机构紧凑地结合在一起,使装配机器人的功能得到进一步扩展.试验结果表明,所研制的拧螺钉手爪性能稳定,工作可靠.     

一类电机装配控制系统的设计

为实现电机的柔性自动装配功能,通过使用RFID技术实现多种类型工件的识别,设计一种电机柔性装配的自动控制系统。该系统由1500PLC、RFID、HMI人机界面和工业机器人等部分组成。PLC与机器人、RFID等单元进行通信,控制各单元对零件进行抓取、运输,通过阅读器扫描的信息,选择相应的装配任务。经生产实践表明：该系统能够满足多型号电机的自动装配,生产率高。     

基子视觉装配的专用机器人系统研究

针对多轴孔类的零件，为提高装配质量和减少对人工技能的依赖，设计制造了基于视觉装配、采用主动柔顺的方法保证零件之间正确装配关系的专用机器人系统，并对该机器人的总体设计、并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等研究进行了介绍。     

一种用于多轴孔装配的机器人系统研究

针对生产实践中的特殊零件．对机器人总体设计并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等进行了研究。该机器人基于视觉装配．失用主动柔顺的方法保证零件之间的正确装配关系，有效地提高了装配质量和减少了对人工技能的依赖。     

气动肌肉驱动手爪的设计与分析

安全柔顺地抓取物体是机器人手爪的一项重要指标,气动肌肉作为一种类似生物肌肉的柔性驱动器,可以有助于实现这一目标。讨论了基于生物运动机制的仿人两指手爪的结构和工作原理,建立了气动肌肉驱动手指夹持力的理论模型,指出气动肌肉的输入压力是决定手指抓取力与手指张角大小的唯一因素。实验证实了该手爪可有效地抓取多种易碎、柔软的物体。     

基于视觉装配的专用机器人系统研究

针对多轴孔类的零件,为提高装配质量和减少对人工技能的依赖,设计制造了基于视觉装配、采用主动柔顺的方法保证零件之间正确装配关系的专用机器人系统,并对该机器人的总体设计、并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等研究进行了介绍。     

全气动柔顺装配手的研制

在分析研究了机器人手爪刚度在轴孔装配中对装配力影响的基础上，研制开发了两种基于空气本质柔顺概念的全气动柔顺装配手。实现了间隙比为0.09%的精密轴孔装配。     

自动送料机械手的设计

本文设计了一种多方位送料机械手。主要是由伺服电机、气缸、滚珠丝杠螺母副等组成。机械手在前后、左右以及上下方向分别由三个伺服电机控制,滚珠丝杠螺母副将伺服电机的转动转化成直线运动,从而控制机械手的前后、左右以及上下的运动。机械手指的位置上装有气缸,气缸的运动控制手指的夹紧与松开。由于伺服电机的精度高、响应快,因此能实现机械手精确定位。只要是在滚珠丝杠长度范围内,机械手就能到达空间任何位置。     

Precision assembly using force sensing

Assembly tasks requiring a manipulator to function near or at its accuracy and repeatability limits are frequently required mainly in the electronics industry. Fine correction to the position of the end of arm tool can be achieved by introducing some form of sensing at the destination point. While machine vision is generally used, it is suggested that a less expensive method would be to use touch sensing, in a manner that would model the action of a sight-impaired person. This paper develops the model for force sensing at the end point of the travel of the manipulator arm. It also describes an experimental set-up and the results obtained when conducting peg-in-hole assembly using this technique.     

大型圆柱壳体装配平台测量系统的误差标定方法

为了保证大型圆柱壳体装配平台的制造精度,设计了适用于大型壳体尺寸采集的测量系统,并对其进行了误差标定。首先,根据机构形式和受力情况,分析了系统的误差来源,采用修正 D-H 参数法建立了包含系统几何参数误差和柔性误差的误差模型。其中,柔性误差由立柱和机械臂的弯曲产生。其次,在误差模型建立完成后,提出了测量系统误差参数的计算方法:使用控制变量法进行多组实验,计算得到了立柱的柔度参数和机械臂弯曲偏移角,通过迭代最小二乘法辨识出几何参数误差,经三次样条插值得到了整个工作空间内的立柱柔度参数和机械臂弯曲角,并对系统误差进行了补偿。最后,通过实验验证了误差标定算法的有效性。     

圆柱内壁件下压装配机械手结构实现及弹簧参数优选

根据特定产品生产工艺要求,设计了一种用于圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手在手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接。在高速作业过程中,这类弹性连接形成手指系统的残留振动。在对机械手结构设计思想与结构介绍的基础上,对机械手系统采用Adams运动仿真,分析了弹簧系统参数对手指系统的残留振动的影响,并对影响机械手振动特性的关键参数——连接弹簧的参数进行了优化选择。实际机械手的运行结果表明,该机械手结构与弹性参数的选择可以很好地满足特定对象的作业要求。     

A precision robot system with modular actuators and MEMS micro gripper for micro system assembly

A robotic system which consists of a precision manipulator and a micro gripper for a micro system assembly is presented. The developed P-R-R type 3 DOF robot is actuated by newly proposed modular revolute and prismatic actuators. As an end-effector of this manipulator, a micro gripper is designed and fabricated with MEMS technology, and the displacement of the jaw is up to 142.8 μm. A real gripping test is conducted to evaluate the robotic system.     

Cusp points and assembly changing motions in the PRR-PR-PRR planar parallel manipulator

Most parallel manipulators have multiple solutions to the direct kinematic problem. The ability to perform assembly changing motions has received the attention of a few researchers. Cusp points play an important role in the kinematic behavior. This study investigates the cusp points and assembly changing motions in a two degrees of freedom planar parallel manipulator. The direct kinematic problem of the manipulator yields a quartic polynomial equation. Each root in the equation determines the assembly configuration, and four solutions are obtained for a given set of actuated joint coordinates. By regarding the discriminant of the repeated roots of the quartic equation as an implicit function of two actuated joint coordinates, the direct kinematic singularity loci in the joint space are determined by the implicit function. Cusp points are then obtained by the intersection of a quadratic curve and a cubic curve. Two assembly changing motions by encircling different cusp points are highlighted, for each pair of solutions with the same sign of the determinants of the direct Jacobian matrices.     

一种三自由度并联机器人运动轨迹精度的可靠性研究

机器人轨迹精度的可靠性是评价机构性能的重要参数。压电材料作为一种驱动器能够抑制机器人柔性连接杆的振动,在抑制振动的同时也提高了机器人运动轨迹的精度。首先介绍了一种三自由度平面并联机器人系统;其次表达了振动控制系统的工作原理和实验分析;然后分别表达了不考虑振动和考虑振动因素时机器人轨迹精度的可靠度计算方法;最后分析了无振动控制和有振动控制时机器人运动轨迹精度的可靠度。可靠度计算表明,振动控制系统能够提高机器人运动轨迹精度的可靠度。     

高铁车厢柔性预装配平台设计研究

针对高铁车厢预装配不可重用、柔性差及自动化程度低等问题,对高铁柔性预装配进行了研究,提出了由内外龙门及相应的机械手组成的预装配平台,内龙门机械手通过外龙门机械手提供动力实现了位置移动及装配点的定位。通过开发基于台达触摸屏和PLC分布式控制系统,实现了PLC控制程序和人机界面软件相结合的柔性预装配控制。通过上位机软件的规划及管理最终实现了预装配过程的自动化及智能化。现场试验结果表明,该系统实现了真实模拟车厢装配环境、准确定位车厢内关键零部件的位置,根据车厢情况灵活配置实现了柔性装配等多项功能,具有一定的实用性及推广价值。     

二维操纵杆装配线的计算机监控系统

二维操纵杆装配是“863”机器人装配网点实验室的一个应用项目,作者在其装配线上建立了计算机监控系统,能够对装配过程进行监控,并能对装配过程中的误差及故障作出响应。     

基于设计意图的一体化智能装配建模与序列规划技术研究

装配建模和序列规划是数字化装配的重要组成部分,但设计意图（Design intent,DI）的丢失致使其相互割裂、智能化水平低。针对前期发现的"装配建模和序列规划一体化完成"的可能性,研究基于DI的一体化智能化装配建模和序列规划方法。分析前期基于交互特征偶（Interaction feature pair, IFP）的智能装配建模方法的局限及其原因,明确一体化智能装配建模和序列规划的总体方案;设计零件初步序列规划算法、复合IFP （Complex IFP, C-IFP）构造算法、零件预装配算法和C-IFP实例化算法,以及相关功能类,从而增强零件的"感知"能力,提升了装配建模和序列规划的智能化水平,并基于DI的一致性传递,实现了两个环节的相互促进、一体融合。通过简化的机械臂实例验证方法的可行性。该方法对于打破渐趋固化的串行数字化装配模式、丰富并发展数字化装配理论和技术体系具有积极意义。