机器人控制系统设计

本文论述机器人操作系统的基本功能并结合实例,讨论机器人控制系统设计和机器人编程语言的方法。     

复杂微器件柔性装配机器人控制系统设计与实现

针对复杂微器件高精度柔性化装配机器人系统实现面临的装配过程控制柔性化自动装配需求,开展了柔性控制策略与软件架构的研究。按照不同的功能将装配机器人进行系统性划分与模块化处理,便于控制软件编写;针对适应不同微器件的柔性化装配,将装配过程进行动作分解并参数化,通过自动读取工艺文件和工位库信息,生成控制文件,基于控制文件实现自动装配。采用分层化、模块化的思想设计了人机交互自动控制软件,通过建立相关的模块框架类,提高了程序的复用性,最后基于动态链接库与C++语言在编译平台上完成了微器件自动装配控制软件开发。装配实验结果表明,本系统能实现多种典型复杂微器件的高精度柔性化装配,自动装配过程无需人工再次干预,装配精度满足要求。     

双柔性臂机器人的建模和主动振动控制

针对双柔性臂机器人在操作过程中出现的结构振动和残余振动影响控制精度的问题,提出了采用多组压电换能器对柔性臂进行主动振动的控制方法.设计了基于超声电机驱动的双柔性臂机器人,采用拉格朗日法和假设模态法对双柔性臂进行了动力学建模,并考虑了在协作搬运过程中双柔性臂机器人需要满足的闭链约束条件.提出了采用独立关节PD反馈控制器和正位置反馈控制器相结合的混合控制方法.Matlab仿真表明,所提出的混合控制器能使柔性机器人在准确完成目标物体轨迹运动的同时,实现对柔性臂的振动抑制,提高了双柔性臂机器人的搬运精度和效率.     

循迹机器人控制系统设计

基于单片机控制的自动循迹机器人系统可广泛涉及于探测、工业、生活中。循迹机器人是一个应用传感器、控制器、驱动及外加扩展的自动化技术,按照预先设定的模式或者轨迹来进行自动循迹导航的高新技术。设计简易循迹小车,采用STC89C52单片机作为小车的控制芯片;采用TCRT5000红外光电对管对地面黑色轨迹进行检测,将其信号反馈回单片机,单片机对其反馈信号进行分析并采用PWM控制直流电机的转速修正小车的移动方向,实现小车自动循迹的目的。     

Delta机器人控制系统设计

针对Delta机器人的运动特点,设计了可实现3自由度运动功能的控制系统,该系统由机械结构模块和机器视觉模块两部分组成。机械结构模块的控制采用LPC1114处理器,实现手爪三维空间内的移动与开合;机器视觉控制模块采用Lab View图形化编程语言,可视化编程减少了编程时间,对各部分程序进行了相应的介绍。机械结构模块的控制与机器视觉模块的控制相结合,提高了Delta机器人的运动控制精度。     

搬运机器人控制系统设计

设计了一种基于嵌入式软PLC的搬运机器人控制系统,利用激光雷达探测物体的形状和方位,伺服电机驱动丝杆螺母机械手抓取物体,压力传感器检测机械手抓取时作用在物体上的压力,四轮全向移动底盘实现机器人在工作区域内各向灵活移动。在软PLC中设置两个独立运行的任务,分别执行主程序和数据处理量较大的物体探测子程序,系统的运行效率和实时性得到保证。实验表明,该控制系统能使机器人准确探测并运送待搬运的物体,多任务的软PLC系统运行稳定。     

喷涂机器人控制系统设计

设计了一种空间五自由度喷涂机器人的控制系统,包括控制系统的硬件与软件结构。该控制系统采用PC104主板,配以ADT836运动控制卡,实现了机器人空间5个关节的协调控制,可进行喷涂轨迹示教、轨迹文件编辑及自动喷涂等作业任务。该控制系统具有结构简单、便于维护、开发周期短、可靠性高等特点。     

消防机器人控制系统设计

ZXPJ01型消防机器人是一种集火场探测、消防以及有毒、易燃、易爆气体场所探测等多种功能于一体的遥控关节式移动机器人，这种机器人具有上下楼梯和斜坡以及跨越凸台等障碍物的功能。从硬件的软件两个方面对该机器人的控制系统进行了介绍，采用了以ICP为上位机、PLC为下位机的双层硬件结构和基于Visual C＋＋的类结构、Windows线程的多任务处理的软件系统。实验结果证明了系统的可靠性和各项性能指标满足设计要求。     

色谱机器人控制系统设计

针对绝缘油样检测环境要求高、响应快、全自动化的控制要求,设计了以西门子S7-1200PLC为控制核心的控制系统,并结合色谱仪、震荡仪、ABB单臂机器人、伺服电机及其他传感器,实现了绝缘油样色谱检测流程的全自动化控制。文章详细介绍了绝缘油样色谱检测控制系统的工作流程,提出了条件优先级的控制方案。结果显示,该控制系统性能稳定,操作简单,检测高效。     

教学机器人控制系统设计

本文阐述了教学机器人平台的主控部分的设计,包括硬件部分和软件部分.其中硬件部分包括电池的选择,电源电路的设计,系统核心CPU的选择,各种传感器(红外测障传感器、碰撞传感器、光电编码器)的选择,信号处理电路的设计,电机驱动电路的设计等.软件部分包括数据采集处理模块、电机驱动模块的设计.本文所设计的机器人已具备直线行走、避障、跟踪等基本功能.     

码垛机器人控制系统设计

码垛机器人是能实现自动码垛功能的机电一体化设备,在工业生产、物流运输等领域发挥了巨大作用。但是,码垛机器人控制系统的开发技术目前还不十分成熟,因此研究码垛机器人的控制系统具有重要意义。     

机器人柔性上下料系统设计与应用

为实现在搬运上下料工位的小批量、多品种混线柔性自动化生产的功能,提出了一种可靠性高、稳定性强并具有切换多样性和灵活性的机器人柔性上下料系统.以在烤炉工位散热器上下料搬运机器人及其抓手为研究对象,简要介绍了实际产线的应用工况,并分析产品的材料、特征、精度等参数的设计需求;重点研究了机器人抓手和末端快换装置的设计,阐述了机械机构、控制系统的设计与实现,并通过散热器生产现场实际应用实践.结果表明,机器人柔性上下料系统可进行2种产品混线生产,抓取独立浮动可吸收产品的制造误差,满足了散热器搬运使用要求,从而验证了机器人柔性上下料系统设计的正确性和可行性.研究结果具有较高的实用价值,为后续机器人柔性上下料系统市场推广奠定了基础.     

柔性装夹机器人工件视觉定位系统设计

针对智能制造平台的需要,建立了基于双目立体视觉的柔性装夹机器人工件定位系统。采用GrabCut算法对采集图像进行图像分割获得目标工件图像;进一步基于SURF特征和极限约束实现工件立体匹配;最后基于视差测距法算法求取目标工件的三维坐标,实现工件的定位。定位误差实验结果表明,定位平均误差为0.276mm,能满足柔性装卸机器人对目标工件的抓取要求。     

柔性冗余度机器人的振动控制

研究了柔性冗余度机器人振动控制问题。利用冗余度机器人的冗余特性,经运动规划提高机器人的运动精度;然后在此基础上,在柔性臂上加压电作动器和应变传感器采用主动控制的方法来减振。通过一个平面3R机器人算例,验证了这两种控制策略结合的有效性。     

柔性冗余度机器人的振动控制

研究了柔性冗余度机器人振动控制问题。利用冗余度机器人的冗余特性，经运动规划提高机器人的运动精度；然后在此基础上，在柔性臂上加压电作动器和应变传感器采用主动控制的方法来减振。通过一个平面3R机器人算例，验证了这两种控制策略结合的有效性。     

柔性冗余度机器人振动主动控制

采用振动主动控制方法降低柔性冗余度机器人的弹性动力响应。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆 ,建立了离散时变受控系统的状态空间表达式。利用 Bellman动态规划设计 L QR状态反馈控制器 ,并提出了一种状态估计的近似方法。平面 3R柔性冗余度机器人的仿真算例表明 ,采用该方法可以使柔性冗余度机器人的动力学性能得到显著的改善     

双SCARA机器人异型插件系统设计

为了提高异型电子元器件装配的自动化水平,减少电子制造业中的工序数量和生产设备的占用空间,将两个SCARA机器人置于同一工作单元内,结合机器视觉设计了一种双SCARA机器人异型插件系统.详细介绍了硬件系统的主要部件,并根据插件作业实际需求和工作流程特点,以面向对象的C++为编程语言,基于Qt Creator设计了系统软件.此外,提出了异型元件和PCB的视觉检测方法.最后,设计了双SCARA避碰仿真实验、异型元件检测实验及插件实验,结果表明,本系统能完成异型元件的插装,对异型元器件的快速插装和多机器人系统的研究具有较大的参考价值和实用意义.     

双SCARA机器人异型插件系统设计

为了提高异型电子元器件装配的自动化水平,减少电子制造业中的工序数量和生产设备的占用空间,将两个SCARA机器人置于同一工作单元内,结合机器视觉设计了一种双SCARA机器人异型插件系统.详细介绍了硬件系统的主要部件,并根据插件作业实际需求和工作流程特点,以面向对象的C++为编程语言,基于Qt Creator设计了系统软件.此外,提出了异型元件和PCB的视觉检测方法.最后,设计了双SCARA避碰仿真实验、异型元件检测实验及插件实验,结果表明,本系统能完成异型元件的插装,对异型元器件的快速插装和多机器人系统的研究具有较大的参考价值和实用意义.     

机器人倍速同步柔性涂胶系统设计与开发

针对汽车引擎盖防震点状胶的位置对称、胶量一致的特点,自主设计并开发了一套引擎盖机器人自动涂胶系统,该系统通过双胶枪同步驱动机构,可实现双胶枪同步快速涂胶;通过引擎盖柔性定位设备,可自动精确对中定位所有车型的引擎盖,并可自动识别车型;采用针筒式定量胶枪,实现稳定的胶量控制;通过基于KRL语言的扫描控制程序来控制整个系统,简化了系统控制。     

变配电巡检机器人控制系统设计

以磁导引AGV作为变配电巡检机器人的移动载体,通过搭载检测装置,利用图像识别技术、传感器技术、伺服驱动技术等,开发了一台变配电巡检机器人来代替人工实现自动巡检。巡检机器人通过分析巡检结果获取设备的运行状态,能够及时发现变配电所设备存在的问题,对保障无人值守变配电所的安全运行具有重大作用。