可编程焊接机器人示教系统的设计与实现

介绍了一款以ARM系列微处理器STM32为主控制器的焊接机器人示教系统的设计。示教系统是由现代通用的大多数工业机器人系统的两个部分组成:一个是主机控制器,另外是基于机器人可编程语言的上位机。主控制器基于UCOSII操作系统采用多任务处理方式,通过CAN总线与机器人电机驱动器通信,通过TTL串口连接WIFI无线模块与远程上位机通信,上位机可在线编写示教程序,并给主控制器发送命令,主控制器接收并处理命令。示教系统具备示教再现、参数调节、焊接控制、数据存储、界面显示等功能。最后搭建了焊接机器人示教平台进行焊接轨迹仿真和分析,结果表明示教系统性能稳定,焊接轨迹准确,具有良好的示教功能,为嵌入式示教系统远程操作提供一种新的解决方案。     

基于共享库的通用工业机器人示教器软件设计

针对市场对工业机器人需求多样化的趋势,设计一款应用于嵌入式Linux操作系统的通用示教器软件。基于QT开发框架进行人机交互界面设计,依据需求分析和示教器的工作原理设计了运动控制模块、机器人语言的代码编辑模块、基于机器人语言代码示教复现模块以及通信与数据采集模块等内容。为了让示教器软件具有通用性,在软件架构中引入了Linux操作系统共享库技术,将与机器人算法相关的代码按照通用的接口集成到可替换的共享函数库之中。最后结合摆臂焊接机器人和SCARA机器人机械本体搭建了工业机器人控制系统并且分别进行操作测试,结果表明设计的示教器软件人机界面友好,功能完善,并且可以应用于不同的工业机器人。     

工业机器人嵌入式示教盒设计

设计了一种便携式工业机器人示教盒.在分析示教盒的便携性要求和人机界面影响因素的基础上,提出采用ARM7TDMI内核和嵌入式实时操作系统的设计方案;充分利用PS/2键盘的特点实现便捷的程序输入和机器人控制;搭载μC/GUI和LWIP模块实现图形用户界面和网络通信;通过分析编程语言语法结构并结合Nand-Flash的读写特...     

基于双目视觉的机器人快速示教系统

针对工业机器人传统示教方式存在示教难、示教慢的问题,基于双目视觉提出构建机器人快速示教系统。该系统将双目视觉模块固接在机器人末端工具上,减小示教范围限制;设计出一种带有特征板和位姿测量杆件的手持示教装置,用于对设定点进行快速位姿示教;采用最小二乘法实现特征板到位姿测量杆件末端的平移参数标定。该系统通过双目视觉模块采集手持示教装置特征板图像,并进行图像处理获得末端点的位姿信息;将该位姿信息转换到机器人基坐标系下,实现机器人示教再现。搭建川崎RS010NA六自由度工业机器人的双目视觉快速示教系统,进行空间25点的示教复现测试,机器人示教复现位置平均误差为2.427 mm;采用移动示教后,平均位置误差下降25.3%;测试结果表明该系统具备可行性,且移动示教可以提高示教复现精度。     

基于主动柔顺控制的工业机器人直接示教研究

为了实现机器人的直接牵引示教功能,对机器人直接示教问题进行了研究,在ER6C60工业机器人上开发了基于拖曳的机器人直接示教系统。机器人直接示教系统采用了基于位置调整的主动柔顺控制方法,能够通过力/力矩传感器检测操作者的示教牵引力,将力坐标变换后的力信号转换为机器人末端执行器位置的调整量,实现了机器人的顺应性跟踪控制。上位机采用基于VC++的网络编程实现了机器人直接示教功能。实验结果验证了机器人直接示教系统的有效性和通用性。     

基于Linux系统的通用工业机器人示教器开发

针对当前工业机器人市场上示教器不易二次开发、功能单一等缺陷,基于Linux实时操作系统,硬件核心选用较好性能的ARM Cortex-A8处理器,借助嵌入式工具Qt软件,通过TCP/IP协议与控制器进行数据交换,研发出一款新型通用示教器。结合实验室开发的控制器,以启帆SRD6-540小六轴机器人为研究对象,对开发出的示教器各项功能进行大量测试,结果表明:所设计的示教器不仅能实现对机器人的控制,而且人机交互界面友好、通用性强,便于后期二次开发。     

焊接机器人嵌入式示教系统设计与实现

示教系统在机器人系统中应用广泛,嵌入式遥操作是机器人示教系统的发展趋势。文章介绍了一种基于uC/OS-II操作系统的焊接机器人示教盒,详细描述了该示教系统的硬件组成和软件逻辑过程。该示教盒通过网络与上位机通讯,利用uC/GUI开发了友好的人机界面,通过实践检验表明,示教系统性能稳定,实时性好,可操作性高,取得了良好的实际应用效果,为嵌入式机器人示教系统提供了一种良好的解决方案。     

基于WinCE的开放式6R工业机器人控制系统研究与开发

针对基于WinCE的开放式6自由度工业机器人控制问题,在VS2008环境下,采用远程调试模式连接控制器实现在示教器内置的WinCE 6.0操作系统下的控制软件开发,对开放式6自由度工业机器人控制系统进行了研究与开发。给出了开放式机器人控制系统开发的整体方案,对开放式机器人控制系统的硬件、软件、核心算法进行了详细设计。在此基础上,验证了开放式机器人控制系统示教、回放、程序管理、自动回零、安全管理等基本功能,通过机器人本体做"9点搬运实验"进一步验证了开放式机器人控制系统在运动精度、平稳性、最大允许速度等方面优越性。该研究具有较大的创新性、较强的实用性、较好的应用前景,条件成熟时,可以实际推广使用,对改观国外"四大家族"一统国内市场的现状具有积极意义。     

基于Android的焊接机器人移动远程示教控制系统研制

设计并编写了一种基于Android操作系统的焊接机器人示教操作控制系统,示教系统通过Wi-Fi对机器人进行无线远程控制。焊接机器人主控芯片为STM32F103ZET6,在焊接机器人电机控制器中加入了CAN 2.0通讯接口以实现控制电机运动。使用Eclipse软件开发Android示教系统,利用Android系统的控件创建人机交互界面。测试结果显示,该示教器性能稳定,实现了程序管理与修改的功能,准确地模拟并实现了焊接轨迹。     

基于PC机的工业机器人控制平台

为了给编程人员创造一个良好安全的操作环境以及提高示教编程质量,以MOTOMAN-UP6机器人为研究对象,开发了一个基于PC机的工业机器人控制平台。采用面向对象技术对MO-TOCOM32库进行了封装,并基于封装库的公开接口和RS232串口通信协议,编写了MOTOMAN机器人控制平台的代码程序,定制了控制管理、视频监控、文件管理、机器人运动控制和示教编程等功能。经MOTOMAN-UP6机器人的控制实验验证,除了视频图像略有滞后外,工业机器人控制平台的各项功能均得以实现。     

基于ZMQ通信架构的巡检机器人离网控制系统

目前工业场景巡检机器人的控制系统大都基于ROS框架。虽然该框架具有很大的开发便利性，但其在运行过程中还是有很大的局限性：通信中断无法重连、低可用性、平台环境强依赖、网络要求高等。提出一种基于ZMQ通信机制的分布式机器人控制系统，通信组件使用ZMQ网络库，并运用分布式思想构建多个机器人业务系统的节点，达到高可用的机器人控制系统。实验结果表明：相比于ROS系统方式，基于ZMQ通信的分布式架构的脱机控制系统具有稳定可靠、网络可重连机制、基本无第三方库依赖等优点，解决了开发、部署使用过程中的问题，可以有效提高巡检机器人的可靠性与稳定性。     

基于Profibus-DP总线的高速接口模块设计

设计基于DP协议芯片和32位ARM的高速接口模块。用紧凑集成的磁隔离总线收发芯片代替传统的RS485驱动电路;为适应工业现场特别设计了防静电保护电路;采用DP的物理层、数据链路层和部分应用层协议,再在其上封装适用于通用设备通信的传输协议。并通过实例总结了模块的优良特性。     

基于SDK通信接口的工业机器人远程监控系统设计

基于IRC5控制器的PC SDK通信二次开发接口,设计了一种局域网络下C/S架构的工业机器人远程监控系统。利用RobotStudio软件搭建ABB工业机器人压铸虚拟工作站,利用Winform软件在.NET平台下编写远程监控程序,通过与工业机器人虚拟工作站的连接,验证了远程监控系统的有效性。仿真结果表明:该系统可实现工业机器人控制器监控、访问权限管理、运行数据获取、I/O信号读写、日志查询和程序编辑与控制等功能,可大幅降低工业机器人远程监控功能的开发难度,为工业机器人远程监控系统的快速开发提供了解决方案。     

基于KUKA机器人的电热水器倒机系统的设计

根据电热水器的生产流程及工厂提出自动化生产的要求,提出了基于KUKA工业机器人的电热水器倒机系统的自动化设计方案。设计了机器人的末端执行器、输送线,搭建了以PLC为主控系统的电热水器倒机自动化控制系统。采用TCP/IP协议实现了PLC与KUKA工业机器人之间的通信,通过I/O接口实现了PLC与输送线的通信。利用KRL-KUKA Robot Language编写了机器人的程序,利用TIA PROTAL V11软件完成PLC与触摸屏连网的组态和系统监控界面的设计。该系统已在某电热水器生产车间得到应用,促进了该工厂的自动化建设,提高产品质量和生产效率,减轻员工繁重的体力劳动。在类似工艺和热水器制造行业中具有一定的参考价值。     

基于OMAP-L138+FPGA的数控皮革切割机控制系统的设计

设计一种基于OMAP-L138+FPGA的嵌入式数控皮革裁割机控制系统。该控制系统以TI公司的OMAP-L138双核处理器配合FPGA作为核心器件,以伺服驱动器和伺服电机作为执行系统的关键组件。其中OMAP-L138双核处理器内部的ARM核负责文件解析和人机交互工作,DSP核负责实时的速度规划和插补计算工作,FPGA负责通用输入输出(GPIO)控制、插补脉冲输出以及信息采集工作。ARM与DSP的双核通信则借助DSPLINK组件完成。实验表明:该控制系统的切割效率高,刀具切割轮廓曲线平滑。系统软件和硬件设计合理可行。目前,该系统已经应用于实际的工业生产中。     

OPC UA信息模型在工业机器人监测系统中的应用研究

针对机械制造加工车间多元异构设备接口协议不一、多源异构数据格式语义不一造成的信息集成和设备互联互通互操作难以实现的问题，基于OPC统一架构（OPC Unified Architecture,OPC UA），提出一种集OPC UA信息模型和OPC UA数据通信于一体的工业机器人监测系统。给出建模流程，采用OPC UA规范、节点和引用等核心技术，设计抽象机器人共有信息模型，分解、归纳私有组件模型，模块化设计构建OPC UA服务器与客户端，综合服务器地址空间映射、OPC UA通信等技术处理异构数据，以此提供规范化数据和标准化数据通信。选择典型刹车盘柔性加工单元进行现场应用，将信息模型应用于上下料机器人监测系统。结果表明：机器人数据格式和数据操作得到统一，设计的OPC UA信息模型能满足上下料机器人监测系统实际应用需求，验证了信息模型完整性、实用性和所提框架的可行性。     

基于KAREL语言的FANUC机器人开源控制系统设计

针对FANUC机器人控制系统开放性差问题,设计一种基于KAREL语言的机器人开源控制系统。基于Coppeli-aSim远程API接口文件,联合MATLAB、CoppeliaSim平台,设计离线仿真系统;通过开发上位机控制软件与KAREL程序,建立机器人控制器与上位机间基于TCP/IP协议的通信,实现了上位机对机器人的在线控制;并结合数字孪生技术,实现了虚拟样机与物理样机的同步运行。最后,基于FANUC M-20iA机器人实验平台验证了该机器人开源控制系统的可行性。     

基于ARM-MCX514的机器人-数控协同系统运动控制器设计

由于机器人工作的复杂性日益增加,单个机器人的工作能力愈发显得不足,针对当前问题,提出将ARM微控制器与MCX514运动控制芯片相结合用于机器人-数控系统的协同运动控制。在硬件设计层面,以ARM微控制器与MCX514运动控制芯片为核心硬件,设计了芯片间的通信线路以及外围电路和接口。在软件设计层面,依托FreeRTOS嵌入式操作系统,采用多线程编程模式,由MCX514控制四自由度数控系统,ARM控制三轴的机械臂部分,利用握手式基坐标系标定方法实现机器人与数控系统的协同运动,并设计了配套的上位机程序。通过与ACR9000运动控制器的对比分析,证明所设计开发的控制器精度达到预期效果,具有一定的市场价值和应用前景。