高精度机器人打磨系统标定算法研究与实现

针对自主研发的机器人打磨系统打磨精度差等问题,通过误差源分析,分别在工具、工件标定算法及实现方面进行了研究。针对打磨使用刀具的特点,选择合适的工具标定算法,设计辅助标定工装,完成了打磨工具的位姿标定,提高了打磨工具的标定精度。同时根据打磨工件标定算法及工件的特点,设计标定块,利用辅助特征点三点标定方法及合理的测量方法,完成了工件的高精度匹配。通过离线编程生成打磨程序,从而实现了高质量、高精度的机器人打磨作业。     

弧焊机器人离线编程与仿真技术的研究现状及发展趋势

根据中国弧焊机器人的应用情况和发展需要,传统的工业机器人在线示教已经不能满足生产需求,弧焊离线编程与仿真技术越来越受到生产厂家的重视.文中在分析弧焊机器人离线编程与仿真技术的特点基础上,详细阐述了焊接机器人离线编程与仿真技术目前在国内外相关领域的研究现状.特征建模、对工件和机器人工作单元的标定、自动编程技术等是弧焊机器人离线编程与仿真的核心技术,稳定高效的标定算法和传感器集成是机器人弧焊离线编程系统实用化的关键技术.     

弧焊机器人工件坐标系快速标定方法

机器人执行操作任务之前需要进行工件坐标系的标定，传统方法是使用昂贵且复杂的测量设备进行。提出一种新的快速标定工件坐标系的方法，该方法无需额外测量设备，仅采用机器人内部编码器数据和坐标变换计算来求取机器人工件坐标系相对于基坐标系的齐次坐标变换矩阵，且操作方便，标定精度高。针对MOTOMAN SK6弧焊机器人，将该标定方法嵌入了自行开发的离线编程软件中。以此算法和离线编程为基础，完成了机器人写字。试验结果验证了标定算法的有效性。     

基于手眼立体视觉的弧焊机器人平面工件定位系统

在工业生产中应用的焊接机器人都是示教再现式的机器人，在批量生产时这种机器人要求每次工件定位必须一致，否则需要重新示教；带有离线编程系统的机器人同样存在工件定位问题，如果工件定位不准，焊接机器人无法按原离线编程系统生成的路径完成焊接。作者针对平面工件开发了一套基于手眼立体视觉的弧焊机器人工件定位系统，首先对摄像机的内外参数和机器人手眼关系进行标定；然后控制机器人运动，使安装在机器人末端的摄像机在两个不同的位置取像；最后通过图像处理和立体视觉的方法来计算出平面工件在机器人基坐标系中的三维信息。试验表明该系统获取的工件定位信息精确。该系统为焊接机器人自主焊接奠定基础。     

基于VC＋＋的弧焊机器人离线编程系统设计

针对MOTOMAN-UP系列机器人,在PC机的Windows平台上利用VC++开发了弧焊机器人离线编程系统.介绍了该系统的组成、功能及其设计方法.该系统能对任意马鞍形工件规划出焊枪的运动路径与姿态,且按比例同步显示工件;集成了机器人通信模块和运动学仿真模块,并自动导入工件,不仅能单步生成作业指令,而且可自动生成作业文件;采用OpenGL技术建立三维工件模型,实现工件的显示、旋转、缩放等功能.通过以太网,对PC机中的作业程序和机器人控制器中的作业程序进行相互传输,实现了弧焊机器人的离线编程及远程控制.     

涂胶机器人离线编程系统设计与应用

为提高涂胶的质量与效率,借助SolidWorks二次开发接口,设计一种涂胶机器人离线编程系统。针对具有非均匀有理B样条曲线(NURBS)的工件轮廓的涂胶,研究一种NURBS插补算法,与粗精路径点提取方法相结合,能够实现涂胶过程规避障碍物;利用C#.NET结合OpenGL开放图形库实现了仿真环境;以ZZRT-608六自由度机器人作为机械系统、ZMC406作为控制系统搭建了实验平台。以典型的鞋样涂胶工件为测试对象进行实验验证,与KUKA机器人手动示教编程作对比,结果表明:该离线编程系统在效率上提高了30%～50%,涂胶轨迹更加均匀,能够更好地满足高精度生产需求。     

基于UG的弧焊机器人离线编程系统开发

针对KUKA KR30L16型6自由度焊接机器人,应用UG/Open二次开发函数和C++编程语言,进行了基于UG可视化平台的离线编程系统开发,实现了焊接机器人系统和常用焊接工件的三维建模及组装、运动学求解、焊接轨迹规划、运动路径仿真与检测、焊接控制程序自动生成等功能。详细探讨了系统开发中的关键技术问题。仿真检测与试验结果表明,所开发的离线编程系统能够满足车间常用工件焊接的离线编程要求,提高了焊接生产效率。     

用于型钢切割的机器人离线编程路径规划

造船行业需要用到大量的型钢,针对实现型钢的自动切割与划线问题,对机器人离线编程技术进行了研究,开发了用于型钢切割的机器人离线编程系统,实现型钢切割的自动化.重点对型钢切割机器人离线编程中的路径规划进行深入研究,开发了坡口切割特征建模的路径偏置和路径求交算法,分别完成了扁钢和角钢切割的仿真和坡口切割试验.结果表明,切割路径规划算法能够完成型钢坡口切割和过棱切割,坡口角度的最大误差小于1°,切割过程平稳,能够满足实际型钢切割的要求.     

基于弗莱纳-雪列空间矢量的焊接离线编程路径规划

阐述了机器人离线编程的弗莱纳-雪列空间矢量原理和路径规划算法.依据此原理和算法,以机器人焊接球罐和圆柱的空间曲线焊缝为实例.求出复杂空间曲线焊缝路径的各个点的齐次矩阵,计算机仿真实现路径规划.实例的详细步骤能指导您实现机器人离线编程作业,提高焊接质量和降低生产成本.     

夹持工件打磨机器人离线编程及仿真系统设计

打磨加工对机器人运动轨迹精度要求很高。针对常规的在线示教编程不能满足打磨加工精度的问题,以Visual C++为开发平台,基于MFC框架以及OpenGL图形库接口搭建机器人离线编程仿真系统,实现机器人离线示教、程序编辑、建立轨迹目标点数据库等功能。通过基于工件模型STL文件分层切片生成机器人运动轨迹的方法,求得交点的姿态并得到机器人加工轨迹位姿的齐次矩阵,最后将获得的机器人打磨轨迹参数导入离线编程系统中,编程实现机器人打磨加工的可视化仿真。     

Towards a haptic virtual coordinate measuring machine

In this paper, a novel coordinate measuring machine (CMM) inspection path planning environment, named haptic virtual coordinate measuring machine (HVCMM), is proposed, which makes use of haptic modeling technique for CMM off-line programming. HVCMM is an accurate model of real CMM, simulating a CMM’s operation and its measurement process in a virtual environment with haptic perception. It enables CMM off-line programming to take place exactly as if an operator were in front of a real CMM and moving a real CMM probe. To generate the inspection path of a part, teach pendant programming is made by pointing a probe at the 3D computer-aided design (CAD) model of a part using a haptic device. With the HVCMM system, it is much easier to generate collision-free probe path than using other off-line inspection planning methods. Furthermore, when a contact occurs between the CMM and the object, a force is generated based on a proposed mechanics model besides visually showing the contact in the HVCMM environment. Surface voxel is used for quick collision detection. The HVCMM not only facilitates the inspection path planning, but also speeds it up. The proposed HVCMM can also be used for the training of CMM operation.     

Robot Off-Line Programming for Thermal Spraying

The purpose of this study is to introduce the current applications of off-line programming technology in thermal spraying,including some popular methods of path generation,procedure simulation,robot kinematics optimization,etc.Indeed this technology reduces the difficulty of robot programming and enormously improves its facility for thermal spraying.At the last part of this paper,presented two examples of off-line programming in thermal spraying which refer to trajectory optimization on a work piece with a great angle and path generation on the complex work piece.The simulations and experiments have proved that off-line programming can effectively improve the production efficiency and the quality of coating.     

基于VisionPro的工业机器人视觉定位系统

基于美国Cognex公司的VisionPro机器视觉开发软件对工业机器人视觉定位系统进行开发,可以加快应用程序开发周期,从而降低公司周期成本.视觉定位系统基于VisionPro采用C#编程语言进行开发,利用VisionPro中的图像获取、摄像机标定、目标物体匹配等工具完成目标定位和输出结果.实验证明该视觉定位系统具有实用意义.     

弧焊机器人工具参数标定

通过在末端安装不同的操作工具,可以利用机器人来完成各种作业任务,而工具参数的准确度直接影响着机器人末端的轨迹精度,因此研究一种准确、快速的工具参数TCF（Tool Control Frame)标定方法具有重要的意义,本文提出了一种标定工具参数的方法,该方法不仅可以标定工具参数的位置向量,还可以标定出姿态矩阵,利用该方法对本实验室的RHJD4-1弧焊机器人的工具参数进行了标定,标定结果表明,该方法是一种简便、可靠的机器人工具参数标定方法,并设计制造了标准工具参数标定杆,可保证在更换钨极或误动作导致碰撞载具的情况下,不需要重复执行工具参灵敏标定过程,就可以很方便,准确地实现工具校正,该方法也同样适用于其它类型机器人的工具参数标定。     

六自由度工业机器人本体标定实验的研究

目前六自由度工业机器人普遍具重复定位精度较高,但绝对定位精度较低的特性,所以为了提高离线编程的精度,需要通过运动学建模、实际测量、参数辨识、误差补偿四步进行机器人本体标定。文中在概括总结现有的工业机器人本体标定技术的基础上,运用MATLAB进行运动学仿真建模,Leica AT960绝对激光跟踪仪系统进行实际测量,SA软件实现参数辨识,外部控制器进行关节补偿,完成本体标定实验。并在此基础上,按照GB/T12642-2013进行标定前后机器人位姿特性检测,通过Robot Check软件处理检测数据,对比前后结果,验证了本体标定实验。     

An approach to measure the pose of RHJD4-1 arc welding robot for calibration

A measurement setup used for robot calibration was designed to meet the requirement of off-line programming technique. The robot end-effector pose (position and orientation) can be calculated indirecdy by using this setup. The setup has been applied to RHJD4-1 arc welding robot. The experimental results show the method of pose measuring using the measurement setup is simple and reliable to finish pose measuring.for robot calibration. In addition, the setup can measure the position repeatability of robot.