基于RobotStudio的机器人夹具动态更换系统仿真设计

以电机成品装配过程中机器人自动快换夹具为研究对象,基于SolidWorks三维建模,以及RobotStudio Smart组件,提出了一种机器人夹具动态更换仿真系统设计方案.首先对机器人末端夹具及外围设备进行三维实体建模,通过RobotStudio接口导入.stp或.sat格式文件,创建工具及机械装置,完成整个工作站的空间布局;然后依据实际系统工作流程,创建仿真运行I/O信号,进行了动态Smart组件的设计、工作站的逻辑连接,机器人离线编程,最终实现了机器人侧夹具动态更换仿真,完成了电机成品虚拟装配,可为从事机器人系统仿真工程技术人员提供一定参考.     

基于本体和知识组件的夹具结构智能设计

为提高夹具设计过程中的设计知识重用率和设计效率,提出一种基于本体和知识组件的夹具结构智能设计方法。该方法通过构建夹具元件、工件以及夹具设计实例的本体模型,实现了对夹具设计知识的表示。通过引入知识组件技术并建立本体间的语义映射关系,构建针对夹具选择、尺寸驱动和建模装配的三种知识组件及知识处理框架,形成夹具结构智能设计模式,完成了对夹具结构设计知识的组织、推送和嵌入。结合基于规则和实例的推理方法,实现了对夹具的智能选择,通过开发相应的夹具结构设计系统,实现了基于本体参数化属性的夹具尺寸自驱动和基于本体装配特征的夹具元件快速组装。以某飞机零件为例,对所提方法的可行性和有效性进行了验证。     

一种用于机器人离线编程的标定方法

介绍了一种基于离线编程、用于汽车零部件点焊工艺的机器人点焊系统。基于工件、工装夹具和焊点位置的三维CAD模型在ROBCAD中离线生成了机器人点焊程序,通过三坐标测量机结合ROBCAD软件的方式实现了系统中工装夹具相对机器人位置(工件坐标系)的快速精确标定,采用机器人自身XYZ-4点法实现了系统中焊钳作用中心点(工具坐标系)的标定。经过系统标定,使离线编制的程序有效应用到了实际的机器人点焊系统中;采用离线编程的方式生成机器人焊接汽车零部件的轨迹程序,大大提高了编程效率。     

六自由度点焊机器人运动学仿真

针对ABB的IRB-1400型六自由度点焊机器人,基于D-H方法建立其运动学方程,分析正问题,并通过拟定机器人点焊过程中的两个点推算运动学逆解.利用CATIA软件建立机器人几何模型,采用ADAMS仿真软件,对其运动学进行仿真分析.验证了几何模型,数学模型以及逆解的正确性,并得到机器人点焊过程中的空间轨迹.为对机器人进一步的动力学分析以及PTP轨迹控制奠定了基础.     

基于Robot Studio的机器人夹取装配生产单元虚拟仿真

在智能工厂规划设计过程中,智能生产线的计算机仿真技术能够帮助企业在实际投入硬件设备前做好优化,降低成本。因此,利用ABB机器人仿真软件Robot Studio,根据零件夹取的工艺设计和简单装配体的装配流程,设计规划了机器人夹取装配的空间布局,包括对活动机械夹具的设定、机械夹手多功能夹具创建Smart组件、机器人I/O信号板信号分配创建及连接等方面。使用SolidWorks三维建模软件设计机器人夹取装配线模型,再导入Robot Studio构建机器人多功能抓取及装配的方案设计、轨迹规划、离线编程和仿真过程。此设计方案与现实生产相符合,为智能制造方案实施中生产线规划设计提供了有力的理论指导和可行性分析,可降低生产线设计和调试成本。     

点焊机器人轨迹能耗模型及其优化算法研究

提出一种点焊机器人最优能耗轨迹优化方法,将机器人关节空间中的关键点用五次多项式曲线连接,并基于机器人动力学建立了永磁交流伺服电机驱动的点焊机器人轨迹能耗模型。在考虑运动学、动力学及生产周期约束的情况下,采用蜜蜂进化型遗传算法求解了点焊机器人最优能耗轨迹。为保证算法全局寻优和收敛速度,构建了一种非线性适应度函数。仿真结果表明,与之前算法相比,求解效率更高,且最优能耗轨迹较最短时间轨迹能耗明显减少。     

基于多层实例库的组合夹具辅助装配研究

针对计算机辅助夹具设计系统的功能需求,提出了一种组合夹具智能辅助设计的装配模型,建立了基于装配特征的元件库、以典型路径形式存储的典型组件库和包含夹持面域关系信息的典型结构库所构成的多层夹具实例库。采用了分层匹配的方式检索夹具结构、组件和元件,以完成夹具结构的装配过程,提出了一种自顶向下分层匹配的组合夹具智能辅助装配方法。     

基于虚拟现实的组合夹具组装系统研究

针对计算机辅助组合夹具设计存在的问题,提出了一个基于虚拟现实的组合夹具组装系统。给出了系统的功能模型和体系结构,研究了组合夹具虚拟装配模型、虚拟环境下组合夹具元件的装配定位等关键技术和解决方案。提出了基于多视图的组合夹具虚拟装配模型,该模型便于信息表达和管理,符合虚拟环境的表达和组织原则,解决了元件重复使用问题。提出了基于模糊评判的几何约束自动识别方法,对待装配件与装配基准件的装配特征进行匹配和优化选择,实现装配操作意图的准确捕捉。应用实例表明,原型系统能够很好地支持组合夹具组装设计。     

仪表零(组)件的装配夹具

在仪表装配中,需要通过零、组件的装配,才能最后总装成为整机。由于零、组件多次的组装,因而各组件外形变得复杂;再加上有些零件本身形状较复杂,使零、组件之间所要求的装配位置很难靠手工装配来得到,只有借助装配夹具来保证其精度要求。     

基于逆向工程的焊接夹具改造技术研究

针对某生产线手动焊接夹具进行自动化改造,以满足机器人焊接的生产要求。因手动焊接夹具的三维数据已丢失,在改造前首先利用三维光学扫描设备对夹具进行扫描并对获得的点云数据作预处理,然后将点云导入CATIA软件进行CAD模型重构,最后结合自动化改造的工艺要求,对CAD模型进行干涉性分析,进而完成焊接夹具的自动化改造。文中通过逆向工程缩短了夹具的研制周期,降低了成本,提升了企业的市场竞争力。     

基于机器人与视觉引导的星载设备智能装配方法

当前大型星载设备的安装采用人工操作机械臂的方式完成。由于星载设备昂贵,装配过程在半封闭非直视条件下进行,需要多人进行人工观察与口令调整,耗费数小时,装配效率低下。为提升装配效率,实现装配过程的智能化与精准化,提出一种基于机器人与视觉引导的星载设备智能装配方法。采用机器学习与双目视觉实现装配体之间的精确位置测量;通过机器人手眼标定完成视觉空间到机器人空间的运动映射;综合分析装配路径的干涉状况,对装配路径进行机器人运动规划;最后通过虚拟现实技术实现装配过程的可视化。整个装配过程可自动完成,装配时间缩短在若干分钟以内。进行了卫星与星载设备的模型装配试验,结果表明装配误差小于0.3 mm,验证了所提方法的有效性。     

悬丝摆式加速度计摆组件自动装配系统

摆组件是微型悬丝摆式加速度计的核心部分,其装配精度直接影响加速度计的测量准确性。为此,开发了一台摆组件自动装配设备。设计了上下固定式和可拆装式工装夹具,摆组件通过可拆装夹具安装在对应的固定夹具上。由步进直线电机驱动穿丝夹钳实现悬丝相对于玻璃管的穿入,并由微力传感器控制张紧力。真空吸附装置集成于三维运动平台构成上装调模块,实现上工装拾取、搬运和定位。锁紧装置集成于电动转台构成下装调模块,实现下工装的固定与姿态调整。通过上下工装夹具的对齐及合体,实现最终装配。装配过程中借助反射棱镜,由单相机实现立体视觉测量功能。实验数据表明,装配位置精度小于15μm,平行度小于15μm,满足自动装配设备的稳定可靠、装配精度高等要求。     

基于机器视觉的静子组件点焊系统设计

针对压气机静子组件点焊加工过程中存在的自动化程度低、加工质量依赖于工人经验、精度低等问题,设计了一种基于机器视觉的静子组件点焊系统。首先,设计了点焊系统的硬件部分,它主要由机器人系统和视觉系统组成,并对其进行了手眼标定;然后,通过高精度匹配等算法对静子组件的焊缝进行了定位和纠偏;最后,进行了基于视觉的静子组件焊缝定位纠偏的实验分析。实验结果表明：该点焊系统能够实现高精度的焊缝定位纠偏,满足静子组件点焊加工的精度要求。     

基于慧鱼模型对焊接机器人无碰撞轨迹规划的研究

根据焊接机器人加工过程中所要完成的轨迹及避障任务,进行了机器人沿一定轨迹运动的无碰撞轨迹规划。首先通过同心圆柱面配合切面投影方法来细化机器人工作空间,寻优无碰撞加工路径。再基于慧鱼(fishertechnik)创意组合模型组装了三个自由度的焊接机器人来验证其加工轨迹。最后借助仿真软件获得优化的机器人三维空间加工路径。     

双机器人松协调装配轨迹规划方法研究

针对主-从式双机器人松协调装配轨迹规划问题,提出了一种基于量子粒子群优化算法和B样条的轨迹规划方法,并进行了仿真实验。结果表明该方法可以使双机器人以较优的无碰撞干涉轨迹高效地完成协调装配任务,实现了双机器人的高精度装配作业,为物联制造系统中双机器人协调装配面临的关键问题提供了有效的解决方案。     

基于UG/Open的机器人复杂曲线离线编程系统设计

为解决工业机器人复杂曲线焊接低效问题,提出基于UG/Open的机器人离线编程方案。通过UG/Open建立机器人和工件装配虚拟模型,获取曲线关键点坐标并解算曲线方程,然后以直线插补方式实现轨迹拟合,生成运动指令发送至机器人,使实体机器人完成复杂曲线路径的运动,完成焊接过程。弧焊实践证明,该方式高效可靠,焊接质量较好,提高了工业机器人复杂曲线轨迹的适应能力。     

车丝机视觉机器人上下料系统仿真设计

以石油套管接箍车丝机视觉机器人上下料系统为研究对象,利用UG和RobotStudio软件建立了接箍车丝机视觉机器人自动上下料系统仿真模型.利用Halcon图像处理软件对抓取工件进行中心定位,并开发了人机交互界面.设计了机器人专用上下料夹具,创建系统Smart动态组件,添加了I/O信号实现设备通讯.编写机器人离线仿真程序,完成机器人柔性上下料系统仿真和优化.仿真结果表明,设计的仿真系统实现了机器人视觉精准抓取工件柔性上下料功能.     

基于工业机器人的自动点焊系统构建

为实现不锈钢餐厨具制造行业的点焊自动化,提高传统点焊工艺的自动化水平及生产效率,保证产品质量,设计一套柔性工业机器人自动点焊系统。介绍了系统的总体方案和控制方案,设计了包底片、铝片自动上料装置和复合底点焊夹具以及机器人末端执行器,采用双6轴工业机器人实现了不锈钢锅具的点焊工艺全自动。     

我国工业机器人辅助柔性生产的新发展

在中国,工业机器人的真正使用到现在已经二十多年了,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、孤焊、点焊、装配、搬运、切削加工、堆垛等机器人,其中一些已实现了规模应用.使得我国工业机器人辅助柔性生产得到了新发展.     

基于双机器人的整流罩电磁铆钉自动装配策略研究

针对武装直升机整流罩的铆钉装配过程中存在的装配难度高和铆钉数量（基数）多等问题,提出一种基于双工业机器人协同装配的策略。该策略采用基于C#.NET桌面程序的上位机为核心、PLC和工业机器人协同控制的控制系统。通过对铆钉装配工艺的研究,提出了铆钉装配策略,基于工业机器人运动学模型,设计了铆钉装配路径。基于Robotstudio搭建铆钉穿插工序仿真模型,对铆钉装配轨迹进行仿真,搭建铆钉装配实验平台,对铆钉装配仿真的装配轨迹进行实验对比验证。