双机器人松协调焊接过程无碰路径规划

针对两台机器人在同一工作区间进行焊接工作可能发生碰撞的问题,提出一种基于"假设修正"策略和遗传算法的无碰路径规划方法. 利用球体和圆柱体建立机器人包络模型,根据空间几何理论求出包络模型之间最短距离解析式. 以理想约束条件,得到假设路径. 建立与弧焊焊接质量、点焊最短路径等相关的适应度函数,通过遗传算法搜索出无碰位形. 以螺柱焊接工位为实例,运用仿真软件进行无碰路径规划工作. 结果表明,方法正确可行,为双机器人规划出优质无碰焊接路径.     

多目标遗传算法下焊接机器人焊接路径规划方法研究

为了提高焊接机器人的工作效率,需要获取最优焊接路径。为此,提出多目标遗传算法下焊接机器人路径规划方法。通过建立防碰撞模型,计算其安全距离,使机器人在运行过程中自行躲避障碍物,安全完成作业;在符合生产节拍的情况下,运用旅行商问题描述机器人焊接路径规划问题;采用多目标遗传算法对焊接路径规划模型进行求解,使焊接机器人规划出最短路径。试验结果表明,所提方法在有障碍物环境的路径规划结果与理想轨迹相比,其误差小,可避免碰撞障碍物,且规划的路径长度短。     

一种领航-跟随型多移动机器人编队控制方法

针对多移动机器人的路径规划、编队成形与编队保持问题,本文提出了一种集路径规划和轨迹跟踪于一体的领航-跟随型编队控制方法。将改进型人工势场法引入领航机器人的在线局部路径规划中,有效解决了领航-跟随型编队运动中的无碰撞路径规划问题;采用滑模运动控制方法,设计了一种自主调节移动机器人线速度和角速度的轨迹跟踪控制器,解决了跟随机器人实时追踪预定轨迹的实时控制问题。这种综合路径规划和轨迹跟踪的一体化多机编队控制方法,有助于解决多无人系统编队、多机协作搬运等复杂作业任务。     

基于双重A~*算法的移动机器人动态环境路径规划

为了能让移动机器人在动态环境中安全无碰撞并且全局最优和局部最优兼并,减少路径规划时间,提出了一种基于双重A*算法的移动机器人路径规划方法。该方法采用A*算法分别进行全局路径规划和局部路径规划。首先在移动机器人运动前采用A*算法进行全局最优路径规划;当机器人运动过程中遇到障碍物时,再一次采用A*算法进行局部路径规划。所提出方法通过仿真结果验正有效可行,该方法不仅能让机器人在动态环境中安全无碰撞运动,而且能减少路径规划时间。     

焊接生产线中COMAU机器人路径规划的研究

针对COMAU机器人系统的无碰撞路径规划问题,通过动态规划法解决了焊接无碰撞路径的规划,有效解决了焊接路径中碰撞和最短路径问题,实现了机器人路径的最优化。此外,把障碍物简化为一般多面体研究,解决了在多机械手系统中障碍物在机械手运动过程中产生机械干涉的问题,具有一定的科学理论基础和重要实用价值。     

基于改进人工势场法的机械臂路径规划仿真

为解决六自由度机械臂在工作空间中的路径规划问题,提出一种改进的人工势场法与快速随机搜索树(RRT)算法相结合的规划方法。以发那科M-20iA工业机器人作为研究对象,选取其各连杆D-H参数并创建坐标系,分析其正运动学问题。然后采用包围球包络障碍物、圆柱体包围盒包络机械臂,将碰撞问题转化为球心到圆柱体中轴线最短距离的问题。接着改进势场法的势函数,并在机械臂进入局部极小点时改用RRT算法使机械臂跳出该点,之后继续采用势场法规划路径到达目标点。最后在MATLAB中对该改进算法进行仿真,仿真结果证明:该算法可以成功避障,保证机械臂平稳运行至目标处。     

基于任务优先级选择方法的双机器人协调联控研究

针对双机器人交互工作需求,提出一种协调联控运动规划方法。在分析人工操作的基础上,设计机器人自动实验流程;根据作业要求,在不考虑机器人相互冲突的情况下,使用离线编程方法规划出机器人与静态环境间的无碰撞路径;基于任务优先级选择方法,协调控制机器人的路径执行次序;通过色谱检测机器人平台进行试验,结果表明所设计的方法能有效保证双机器人的协调无碰撞运行,成功率为100%,效率提高约26%。     

自动化冲压生产线的机器人路径规划研究

良好的路径规划是影响机器人生产线高效运行的关键,以发动机罩壳冲压生产线为例,在进行机器人作业路径预判的基础上,通过建立机器人空间坐标系,分析了机器人初始位姿和最优路径选择的方法和影响因素,并结合ROBOGUIDE软件对规划的路径进行仿真验证,最终将规划结果用于实际生产。结果表明,提出的机器人路径规划方法能够满足实际生产要求,其对机器人应用具有重要的参考价值。     

改进遗传算法的焊接机器人焊接路径优化方法研究

针对焊接机器人焊接路径规划存在的焊接路径长、能耗高等问题,提出一种改进遗传算法的焊接机器人焊接路径优化方法。通过Steger方法获取焊接有效条纹区域,采用灰度重心法和Hessian矩阵法分别对焊接作业区域展开粗提取和细提取,获取焊接信息。通过焊接作业特点,以焊接机器人最短焊接路径和最小能耗为目标,构建焊接机器人焊接路径规划模型,使用改进的遗传算法求解模型,获取焊接机器人焊接最佳路径,实现焊接路径优化。试验结果表明,所提方法的焊接路径最小达到了50.5 m,能耗仅为5.1 J,并且耗时最高仅为2.9 s,其有效解决焊接机器人路径优化问题,为焊接机器人路径优化提供有效的指导作用。     

多层多道焊机器人离线编程路径规划

面向机器人多层多道焊接轨迹人工示教编程效率低、难度大的问题,为了提高焊接质量与效率,基于OpenCASCADE建模引擎,开发多层多道焊机器人离线编程软件,从工件模型中提取焊缝信息,取代在线示教操作。提出一种用户自定义焊层焊道数目的路径规划算法,确定每个焊道的空间位置、焊接速度,同时规划焊枪末端姿态,避免与工件发生碰撞。通过机器人加工仿真运动,表明各个焊道位置准确、姿态平顺,验证了路径规划的正确性与可行性,并在实际焊接试验中获得良好的焊接效果。     

工业机器人离线编程及无碰撞路径规划系统的开发研究

基于柔性制造单元中的ＩＲＢ３４００型工业机器人,开发了离线编程和无碰撞路径规划的软件系统。软件应用后,可提高编程效率及有效防止碰撞的发生。     

动态环境中基于改进势场法的移动机器人路径规划

在一般势场法的基础上,针对动态环境中,目标和障碍物都是运动的条件下,提出了一种改进的势场法。通过在吸引力势场函数中引入相对速度和设置机器人的避碰预警距离等方法解决了目标移动环境下路径规划的问题。仿真实验证明该方法是有效的。     

整体七级叶轮五轴加工工艺设计与研究

以涡轮分子泵的七级叶轮作为研究对象,分析七级叶轮的结构特点及加工难点,制定整体七级叶轮五轴加工工艺方案。研究整体七级叶轮粗、精加工的加工路径及五轴机床后处理。在SurfMill软件中生成各加工阶段加工路径,并运用数字孪生编程技术进行加工路径仿真优化,以避免实际加工过程中出现过切或者碰撞,节约加工时间。利用在机激光测量进行实际加工,所得产品达到了目标加工质量。     

改进人工势场法的AGV路径规划算法研究

针对传统人工势场法路径规划中存在的局部极小值和目标不可达问题,提出了一种面向AGV路径规划的改进人工势场法。该算法将道路边界障碍化,对障碍物密集区域的障碍物进行连锁处理,在斥力函数中引入目标点与AGV间的距离因数,在局部极小值点附近合适位置增加虚拟障碍物。仿真结果表明：改进算法可以有效解决局部极小值问题和目标不可达问题,同时使AGV避开障碍物陷阱成功到达目标点。     

非结构化环境中基于栅格法环境建模的移动机器人路径规划

以非结构化环境中移动机器人路径规划问题为研究对象,阐述了基于栅格法进行环境建模和基于人工势场法进行路径规划的思想及方法。基于MATALAB,通过边走边测和完全遍历两种策略的栅格法进行环境建模,使环境中的信息能够实时更新以保证环境模型的准确性,同时基于人工势场法进行路径规划。结果表明:在非结构化环境中,基于栅格法环境建模和人工势场法结合路径规划的方法规划出来的路径具有很好的实用性、合理性、实时性和环境变化适应性。     

Optimized tool path generation based on dynamic programming for five-axis flank milling of rule surface

This paper presents a computation scheme that generates optimized tool path for five-axis flank milling of ruled surface. Tool path planning is transformed into a matching problem between two point sets in 3D space, sampled from the boundary curves of the machined surface. Each connection in the matching corresponds to a possible tool position. Dynamic programming techniques are applied to obtain the optimal combination of tool positions with the objective function as machining error. The error estimation considers both the deviation induced by the cutter at discrete positions and the one between them. The path planning problem is thus solved in a systematic manner by formulizing it as a mathematical programming task. In addition, the scheme incorporates several optimization parameters that allow generating new patterns of tool motion. Implementation results obtained from simulation and experiment indicate that our method produces better machining quality. This work provides a concise but effective approach for machining error control in five-axis flank milling.     

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.     

叶轮高速开粗加工路径优化设置研究

分析叶轮五轴数控加工刀具路径优化及NURBS曲面优化算法,应用MasterCAM X6软件中的叶轮专家系统,完成叶轮的高速五轴开粗加工优化参数设置,模拟仿真得到无碰撞、无过切的五轴叶轮开粗刀路轨迹。经实际切削验证,得到开粗的叶轮。