多机器人工作站控制系统仿真设计研究

为确定多机器人生产线在实际工业生产过程中的可实施性,利用RobotStudio虚拟仿真软件设计一类以IRB2600工业机器人为控制核心的多机器人工作站,用以实现对装配搬运生产线的虚拟搭建;采用SoildWorks软件为工作站设计三维仿真模型及使用工具;构建多机器人生产线的布局,依据生产线工序流程,说明动态效果构建过程,对机器人系统进行I/O信号创建,设置工作站逻辑,进而完成离线编程程序的编写,实现工作站的虚拟仿真运行,通过对运行结果数据进行研究,找出机器人运行的最优速度,保证了该生产线的可实施性;该方案可以为实际机器人生产线设计提供理论依据,降低设计周期和成本,指导现场生产;对类似工作站的创建实施具有一定的借鉴意义.     

带机器人制造单元的作业车间调度仿真

针对带有机器人制造单元的作业车间调度优化问题, 在若干加工机器上可以加工具有特定加工工序的若干工件, 并且搬运机器人可以将工件在装卸载站与各加工机器间进行搬运. 在实际生产过程中, 由于不确定性, 特别是带有存货的加工单元, 要求工件的完工时间在一个时间窗内, 而不是一个特定的时间点. 因此针对此情况的作业车间, 考虑到其在求解问题过程中的复杂性和约束性等特点, 研究了在时间窗约束下, 目标值为最小化工件完成时间提前量和延迟量的总权重. 提出了一种将文化基因算法与邻域搜索技术(变邻域下降搜索)相结合的改进元启发式算法, 在求得最优目标值的同时, 可得到最优值的工件加工序列及机器人搬运序列. 通过实验结果表明, 所提出的算法有效且优于传统文化基因算法与遗传算法.     

不同支配关系的NSGA-III算法在机器人制造单元调度问题中的应用

随着经济的发展,机器人制造单元对制造行业的生产效率和生产质量有很大提高.相对于传统的柔性制造单元,带机器人搬运的车间的调度问题还考虑了加工物料的搬运环节.因此,生产调度所面临的问题越来越复杂.针对Pareto支配关系在高维多目标优化中的支配能力不足,本文将Lorenz支配和CDAS支配分别与NSGA-III算法相结合,并首次应用到带机器人制造单元的高维多目标车间调度问题上来.考虑到现代生产过程的复杂化,本文提出对最大完工时间、加工总能耗、交货期提前量、延迟量、生产总成本等多个目标同时进行优化,用于确定机器人工作时操作状态和搬运顺序,提高生产效率.通过实验发现基于Lorenz支配和CDAS支配的NSGA-III算法在该生产调度问题上比传统的NSGA-III在解的收敛性和均匀性上表现更优.     

基于遍历搜索与遗传算法的生产线平衡优化

对L公司两类生产线状况进行分析,建立了描述生产线平衡的数学模型,以最小化生产线工作站数和最小负荷平滑指数为目标,对生产线进行优化。对于简单的生产线,通过遍历搜索算法,首先找出所有可行的作业加工顺序,然后求出最小的工作站数和最小平滑指数及相应的作业加工顺序。对于复杂的生产线,利用遍历搜索得到的结果作为遗传算法的种群,应用遗传算法,求出最小的工作站数和最小平滑指数及相应的作业加工顺序。解决了该公司的生产线平衡问题,也说明了遍历算法和遗传算法在生产线优化中的有效性。     

自动折弯生产线中逆跟随折弯回正运动模型研究

在简要介绍自动折弯生产线的布局的基础上,分析了自动折弯生产线的工作过程,根据前道折弯的折弯深度和折弯速度,建立折弯辅助机器人的逆跟随折弯回正运动模型,并基于该模型提出了折弯辅助机器人逆跟随折弯回正运动轨迹规划的方法,在折弯辅助机器人跟随折弯完成后,机器人Y、Z、A轴沿着前道折弯跟随的轨迹同时做逆跟随运动,将工件回正到前道折弯时的位置,微调后进行下一道折弯工序,节省了每道工序的加工时间。最后通过实际折弯加工的测试分析,验证了该运动模型的可行性,在保证折弯精度的同时提高了自动折弯生产线的工作效率。     

基于AT89C52单片机的搬运机器人控制系统设计

针对传统搬运机器人控制系统搬运路径准确性较差,控制耗时较长的问题,基于AT89C52单片机设计了一种新的搬运机器人控制系统;系统硬件主要由驱动模块、控制模块、显示模块和地面勘测模块组成,驱动模块具有很强的信息驱动能力,能确保机器人在运动过程得到充足的电量支持,显示模块及时进行信息显示,同时配合控制模块实现实时控制,地面勘测模块确保机器人在工作过程中对地面状况进行分析处理,从而得到更优的搬运路径;软件部分设计了搬运机器人最佳的分组搬运策略,基于AT89C52单片机将搬运指令传输至搬运机器人控制算法,快速纠正机器人的错误行为,使机器人成功完成搬运任务;实验结果表明,该搬运机器人控制系统能够有效缩短控制时间,提高控制精度,具有良好的系统规划、优化能力及智能化高.     

多工件类型的无等待机器人制造单元调度研究

首先将加工多工件类型的无等待机器人制造单元调度问题分解为两个相互联系的子问题：（1）多类型工件进入系统的排序问题;（2）机器人搬运作业的排序问题。从解决工件使用工作站和机器人可能发生的冲突入手,以工件进入系统的时间为决策变量,利用禁止区间法建立了问题的数学模型,并开发了一基于图论的动态分枝定界最优算法。最后,通过一自动化印刷电路板（PCB）生产线和随机算例验证了算法的有效性。     

化纤长丝生产线天轨机器人快速定位控制设计

针对化纤长丝自动落卷输送系统中,由于搬运卷装丝饼机器人的自重过大而导致定位时间长的问题,设计了一种基于西门子ET200S PLC和S120驱动器的双电机位置环定位算法。研究了系统整体构架、ET200S与S120之间PROFIBUS-DP协议通信方案的实现方法;并对机器人双电机动态特性进行了研究;建立了机器人运动仿真模型。在满足定位精度、生产效率及工艺需求的情况下,利用动态响应环互补及电机动态特性,对定位算法进行合理分析、优化,缩短了机器人定位稳定时间。根据实测数据与相应模型,采用AMESim对双电机控制系统进行仿真。结果表明,该方法能有效减少机器人定位时间;对于解决目前自动化生产线上存在的大惯量、轨道式机器人定位时间长的问题,具有指导意义。     

求解柔性机器人车间调度问题的混合蚁群算法

在柔性作业车间调度问题的基础上,考虑多台搬运机器人执行不同工序在不同机床之间的搬运,形成柔性机器人作业车间调度问题,提出混合蚁群算法。用改进析取图对问题进行描述,使用混合选择策略、自适应伪随机比例规则和改进信息素更新规则优化蚁群算法,结合遗传算子完成机床选择和工序排序。使用一种多机器人排序算法完成搬运机器人分配和搬运工序排序。通过多组算例仿真测试并与其他算法进行比较,验证了算法的有效性和可靠性。     

装配线生产节拍优化系统的研究与开发

为了探讨装配线生产节拍的调整与工作站分配的关系,寻求最优生产节拍,使装配线达到最大的平衡率,以韩格逊-伯尼法、最大设定准则法、优先分配后续作业最多作业法和优先分配操作时间最长作业法为依据,运用PHP开发语言,开发了装配线平衡计算机辅助系统。该系统可遍历某一范围的生产节拍,得出平衡率最高的工作站分配方案。通过对某电冰箱厂装配线的优化分析,使其平衡率提高了10%以上,验证了该系统的可行性。该装配线平衡计算机辅助系统是有效的,可为教学和工厂装配线优化提供指导。     

基于数字化工厂的车门自动化焊装线设计与仿真

以车门自动化焊装生产线为研究对象,基于数字化工厂平台搭建焊装工艺数据库及布局3D可视化产线,进而精确建立车门焊装生产线数字化工厂模型。在数字化工厂中对车门的焊接过程进行仿真,验证产线规划的合理性、工艺可行性及机器人可达性,分析并解决空间静态干涉及动态干涉情况。结果对实际产线的建设和生产节拍的优化具有指导意义,能够有效地提高工作效率和缩短整车开发周期。     

云和木玩物流机器人控制系统软硬件设计与开发

以云和木玩为研究对象,对轮式循迹搬运机器人的软硬件系统进行了探讨。通过对所需各电气元件及传感器进行选型,设计了轮式循迹搬运机器人的整体方案;定义了Arduino平台的电路接口,设计了循迹模块软硬件系统;设计了机器人的搬运物料模块,开发了基于Arduino平台得搬运控制程序。     

双目-多运动副全向构型搬运机器人导引控制优化

控制与导引的协同问题在搬运机器人工作过程中经常受到关注。为此设计了一种双目-多运动副全向构型搬运机器人导引控制方法,对从协同导引控制展开全方位分析。结果表明：在直线路径上经强化学习优化后到达稳态值的收敛速度更快,有效降低稳态偏差。机器人控制优化后均方差及均值得到降低。协同路径跟踪实验纵向距离偏差结果意味着机器人间纵向距离的控制力在经强化学习后更平稳。协同导引控制有效性及可行性均可通过协同路径跟踪实验结果得到验证。该研究有助于提高搬运机器人协同工作效率,对后续的整理控制优化起到一定的理论支撑作用。     

基于Adams的三自由度Delta机械手的运动学仿真分析

结合自动化工业生产线对应高速轻载搬运作业的需求,三自由度Delta机械手是一种并联机器人专为拾取和放置任务而设计。本文以Delta机械手本体为研究对象,分析简化机械结构,建立Delta机械手的数学模型,求其运动学逆解算法。以改善Delta机器手运动特性为目的,采用改进修正梯形加速度在笛卡尔坐标系下进行"门"字型轨迹规划,时间耦合方式处理"门"字型方向突变问题。通过虚拟样机ADAMS与MATLAB联合仿真,获得Delta机械手运动性能参数,为研究Delta机器人轨迹优化提供一定的理论基础。     

基于Arduino的小型物品搬运机器人

搬运机器人作为一种典型的工业机器人,在交通运输、化工、食品加工、医疗等行业中具有广泛的应用.然而,现有的搬运机器人主要针对大型物品,没有充分考虑小型物品.针对该问题,该文设计了一款安卓手机App控制的小型搬运机器人.为能稳定抓取小型物品,该文参照人类手臂结构,通过大摆臂控制小摆臂,以实现灵活的操作;同时在小摆臂前端安装...     

基于RobotStudio的空调压缩机自动装配生产线虚拟仿真

根据空调外机现实生产中压缩机装配工序的工业生产过程,利用SolidWorks和RobotStudio软件设计了压缩机自动装配生产线虚拟仿真方案。根据实际生产工艺流程,由搬运机器人将压缩机精确放置到机箱安装位置,随后由输送链将工件运送至多机器人协同装配工作站,实现对压缩机的自动化装配与检测工序。该设计方案为压缩机自动装配生产线的实现提供了设计依据和实验平台,缩短产线开发周期,节约操作者时间,提高工作效率,具有重要的应用意义。     

基于视觉定位的机器人搬运技术及应用

机器人通过视觉对工件位置信息进行分析处理,完成相应搬运任务已成为机器人应用的主要发展方向。本文主要针对立体仓储系统中基于视觉定位的物料搬运应用进行研究。系统中采用智能相机Vision Hawk对目标进行视觉定位,运用摄像机标定技术实现相机—机器人坐标系的标定,通过控制软件Workvisual来完成机器人的运动控制和轨迹规划,进而实现机器人对多种类型工件的识别、定位及搬运。     

工业机器人自动装配工件系统设计

为了提高工业产线零部件的加工作业效率,设计了一款针对零部件自动搬运及装配的自动化系统.该系统在可编程控制器PLC 1200系统环境下,通过视觉系统对两套工件的8个零部件加以检测识别作辅助,用工业机器人代替传统人工自动进行对零部件的搬运及工件装配作业,最终完成工件的整体装配工作.系统设计中运用工业机器人技术、可编程控制器...     

基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计

以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人。针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制。为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。     

求解机器人双边装配线平衡的莱维-灰狼优化算法研究

装配线平衡在企业的生产管理中占据了重要的环节。随着自动化程度的提高,机器人在装配线上应用越来越广泛。在解决机器人双边装配线的平衡问题时,建立了以生产节拍、机器人投入成本和能耗为优化目标、多种因素限制为约束条件的数学模型,并用灰狼算法对其进行求解。根据问题的特殊性,采用了特殊的编码方法。在更新头狼的位置时,引入莱维飞行搜索群体中的灰狼个体α,以避免灰狼算法陷入局部收敛、早熟现象,提高了算法的综合性能。最后,以某汽车生产公司车身车间的机器人双边装配线为例,运用所提算法对其进行求解,论证了算法的可行性。