机器人装配作业的主被动复合柔顺

提出一种称为“一维搜索”的机器人装配作业的主被动复合柔顺新策略,其核心内容是将主动搜索自由度降低到一维,同时最大限度地利用被动柔顺的简化手腕结构,降低控制系统的计算和搜索时间。根据这种策略,研制了一维搜索手腕并建立了实验系统,验证了一维搜索策略的可行性。     

面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法

针对机器人辅助模具精密抛光系统发展的要求,提出了一种复杂模具曲面三维重构方法。分析了模具抛光件型线三维重构方法的原理和实现过程,并详细讨论了面向精密抛光的复杂模具曲面三维造型方法的关键技术,包括节点的选取、端点切矢的选取等;给出了在精密抛光系统中,复杂模具自动抛光曲面的编程控制策略和实现方案。应用所提的面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法能使精密抛光系统在加工的不同阶段始终蕴涵不等的模具曲面加工信息,从而提高了抛光效率和产品质量,并降低了工人劳动强度。     

基于力反馈的液压足式机器人主/被动柔顺性控制

在足式机器人运动过程中,柔顺性控制能有效减少足端触地冲击力,提高环境适应能力。被动弹簧常被用来实现机器人与环境柔性接触,但不能有效吸收剩余冲击能量。主动柔顺能够根据环境不同而调整末端刚度与阻尼,却由于冲击力作用时间很短,对执行器的响应速度有较高的要求。试验发现将主动柔顺控制与被动柔顺相结合,可弥补上述不足,并实现机器人柔顺性触地。在单液压执行器系统中验证了这种方法的有效性,将此控制策略应用在四足机器人单腿系统,得到了同样的效果。通过分析单自由度执行器系统,总结所提柔顺性控制器参数设计原则,进而为四足机器人整体柔顺性设计提供依据。     

对称曲面仿形抛光机构关键控制方法

针对对称曲面结构体型面复杂、型面信息读取困难、抛光力难以精准控制等问题,设计一种对称结构仿形抛光装置.该装置可通过调整施加在活塞模块上的载荷来控制抛光力,采用倒Y形的活塞-连杆-滚轮-导轨结构实现对称结构仿形抛光;建立切除量数学模型;分析施加载荷、抛光砂带线速度与材料切除量的变化规律;提出采用速度驻留模式来控制进给速度及抛光力.抛光试验结果表明,该装置能获得合格的抛光质量,所设计机构及所建模型是可靠的.     

一种被动柔顺控制的平面研磨力/位控制方法

针对平面研磨的加工特点和工艺要求,提出了一种基于被动柔顺控制的立式数控平面研磨机力/位控制方法。通过分析被动柔顺控制原理,建立了平面研磨加工的阻抗模型,进而得出能够使研磨加工处于动态平衡状态的工艺参数组,消除平面研磨中力与位的相互影响。试验结果表明该方法能够稳定控制研磨压力,定位精度良好,被加工件获得了较好的表面粗糙度,能够满足一般研磨的加工要求。与常用立式研磨机的控制方法相比,该方法能够在位置伺服状态下,避免使用专门的研磨压力控制设备,简化机床硬件和操作流程,提高加工效率,降低生产成本,具有良好的推广和应用前景。     

被动腕关节柔顺驱动环形刀具的曲面适应性问题研究

通过对现有曲面研抛现状的研究,设计出了一种新型的可用于数控铣床的自由曲面形状自适应柔顺研抛工具系统。工具系统中创新型的使用了被动腕关节机构以及磁流变液力矩伺服机构。其中,被动腕关节机构的使用,使得环形研抛工具能很好的适应工件表面曲率变化;同时磁流变液力矩伺服机构可以控制研抛压力的大小。实现了力/位混合伺服控制,为自动化柔顺研抛提供了一种新的途径。利用ADAMS建立了工具系统的虚拟样机,并对研抛过程的动力学问题进行了仿真实验研究。     

大型曲面柔顺抛光材料去除的理论建模及实验研究

针对大型曲面柔顺抛光过程中的材料去除问题,重点对柔顺抛光工具与工件表面接触区域的材料去除量进行建模,并推导出影响材料去除量的主要因素是摩擦系数。基于柔顺抛光工具系统和数控铣床建立实验平台,进行了大型曲面柔顺抛光过程的摩擦系数实验和电机电流监测实验。结果表明,接触区域内随着抛光工具驻留时间的延长摩擦系数呈增大趋势,电机电流与抛光力之间存在实时对应的关系。理论与实验相结合,验证了摩擦系数对材料去除量的影响。     

起重机械振动主被动混合控制方法研究

为了解决低电压环境下起重机械振动位移应变高的问题,采用主动振动控制法,通过降低起重机械闭环传递函数共振峰处响应完成起重机械振动的初步控制;通过被动振动控制抵消压电片沿厚度方向与起重机械矩形板之间的振动获得压电应变位移,保证压电片振动方向与起重机械矩形板振动方向相反以及压电片与起重机械矩形板间相对轴向力大小一致、方向相反...     

基于主被动柔顺的机器人磨抛叶片平稳性分析

为实现叶片复杂曲面的机器人柔顺磨抛加工,提出一种用于机器人自动磨抛叶片的主动-被动结合的柔顺加工方法。在六维力传感器的机器人主动力控和气动浮动滑台装置的被动柔顺的基础上,对主被动柔顺特性和理论进行分析,采用非线性PD控制方式,建立MATLAB/ADAMS联合仿真平台,以叶片为对象完成系统建模与联合动力学仿真验证分析,开展机器人主动恒力控制和被动柔顺结合的机器人磨抛加工平稳性的研究,分析加工过程中被动柔顺位置、速度、加速度的变化状态。结果表明,采用主动-被动柔度加工方式,横向加工轨迹的被动柔顺位置变动量更小,速度和加速度被动调节变化更快,分别为60 mm/s和12 m/s²,加工过程中力学表现更为顺滑平稳,结果证明此主被动结合的柔顺磨抛叶片加工是可行的,也证明被动柔顺装置的有效性。     

铝件抛光有毒气体的控制

本文着重介绍了铝件在抛光过程中,对有毒气体控制的工艺配方、抑制机理及注意事项,通过对有毒气体的控制,减少的有毒气体对环境的污染,并降低了硝酸的消耗,从而双节约了化学药品。     

基于被动柔顺性的机器人位置/力控制

为了精确控制具有被动柔顺性末端执行器的平面多关节机器人,提出了一种被动关节与主动关节分离的外环位置/力串行控制策略。位置/力控制策略分析表明,基于被动柔顺性的机器人可以通过主动关节控制实现被动柔顺末端的弱控制。基于此,提出了先进行位置控制,然后保持位置不变进行力控制的串行控制策略,既实现了位置/力的独立控制,又解决了被控参数的冲突问题。基于几何法,进行了逆运动学求解。在MATLAB7.0平台上仿真研究了分度角分别为0、30°、60°与90°时的轨迹扫查情况,表明位置与力控制都能够快速收敛并满足一定的精度。在实际的系统上,进行了扫查试验,结果表明提出的控制策略是切实可行的。     

基于先验速度修正的工业机器人曲面跟踪柔顺控制

在机器人曲面磨抛过程中,当末端工具与工件曲面相对运动时,控制机器人运动使二者间的接触力保持在某个恒定期望值,对于曲面磨抛的质量控制具有重要的作用,对于进一步展开机器人磨抛工艺研究也具有积极的意义.针对过去力信号难以及时补偿将来轮廓变化而导致法向接触力不平稳的问题,提出一种基于力反馈和先验轮廓倾角的柔顺控制方法.首先基于...     

自由曲面磁流变抛光最佳压力场获取方法

针对自由曲面光学元件面形较复杂的特点,文中提出了一种磁流变抛光最佳的压力场获取方法.首先通过对磁流变抛光自由曲面光学元件抛光区域的压力场进行分析,得到压力场影响因素;其次,结合压力场影响因素,基于几何相贯理论建立压力场量化形态学评价方法;然后,基于自由曲面的几何模型,将该方法分别用于平面、不同曲率的球面和自由曲面,进行...     

一种自由曲面抛光机器人轨迹规划方法

针对机器人抛光自由曲面轨迹规划困难,抛光精度不高等问题,提出了一种机器人抛光轨迹规划方法。该方法在UG软件环境下完成对自由曲面的建模,借鉴铣削加工中刀轨生成方法并结合抛光工艺特点,利用等残余高度算法生成抛光轨迹,在此基础上,提出了改进的Douglas-Peucker算法,该算法用于对抛光刀触点的提取,能够将弓高误差控制在给定的范围内,提高抛光精度,最后根据连续抛光刀位点数据求解出机器人各关节转角。实例表明,该抛光轨迹规划方法精度高,可解决自由曲面抛光轨迹规划问题。     

自由曲面抛光机器人的位姿规划和控制

针对当前机器人气囊抛光自由曲面的位姿求解困难、加工运行状态较差等问题,提出一种机器人抛光自由曲面位姿求解和控制的新方法。通过分析工件面形和抛光轴位姿的变换关系,对抛光轴进行位姿求解计算,然后针对自研机器人进行运动学求解,在此基础上,对确定的面形进行计算并修整轨迹,最后通过ROS系统仿真验证并进行抛光实验。结果表明,该位姿求解算法能够满足气囊抛光机器人对自由曲面的加工需求,获得理想的刀具位姿控制效果。     

柔性连杆机构振动主被动混合控制研究

首次提出了对柔性连杆机构振动采用主被动混合控制的方法。导出了粘贴压电材料和粘弹性材料的构件的有限元方程,应用常增益微分控制器对柔性机构振动主被动控制方法进行了分析研究。讨论了粘弹性材料层的厚度对控制输入和控制效果的影响,最后对一柔性机构振动响应的控制进行了计算机仿真,证明了本文方法的有效性。     

基于MasterCAM的模具曲面抛光路径生成方法研究

为提高模具曲面抛光的表面质量和效率,采用数字化自动抛光不失为一种好的方法,MasterCAM是常用的CAD/CAM加工软件之一,根据目前MasterCAM软件的曲面加工路径设定方法,着重对模具曲面抛光路径生成方法进行探讨.并针对模具表面的不同曲面采取了相应的抛光路径生成方法,以获取较理想的抛光效果.     

基于刀具轮廓控制的曲面零件抛光自适应补偿研究

针对采用球形刀具对工件进行抛光的过程中,刀具磨损会导致法向抛光力发生变化,从而影响曲面零件的抛光质量的问题,在考虑刀具磨损的情况下,提出一种基于刀具轮廓控制的曲面零件抛光自适应补偿方法,该方法可以实现精确的刀位点控制以及抛光力的自适应控制。首先分析在机器人抛光系统刚度影响下的法向抛光力和变形量的关系,结合接触条件建立刀具轮廓模型,根据刀具轮廓模型和刀具受力分析模型求解期望抛光力,最后通过刀具位置的自适应补偿,使机器人抛光过程更加柔顺。实验结果表明,采用该方法可以显著提高曲面零件抛光质量。     

基于机器人和PLC技术的自由曲面抛光控制分析

本文介绍一种基于机器人和PLC技术,用于自由曲面工件的表面抛光的加工方法,文章着重探讨在力因子作用下的加工方法、控制参量的推算.实践证明,采用这种设计思想制造的加工设备,达到了自动化生产的需求.     

面向快速拆装的模块化机器人柔顺控制方法

在进行快速拆装任务时,模块化机器人既要有较高的伺服刚度与结构强度,又要对接触物体表现出一定的顺从特性,为此,提出一种面向快速拆装的模块化机器人柔顺控制方法。分析机器人拆装时的正逆向运动学,获取末端执行器与基座间的总坐标转换形式,以及对应关节的旋转角度,调整模块力的反馈作用,令阻抗与导纳趋于动态均衡。基于机器人与外界环境间作用力,建立模块阻抗关系,推算柔顺控制规律,利用设计的自适应柔顺控制模型,取得期望控制力,令模块到达期望位置。实验测试中,使机器人模块随实验人员手部移动,跟随运动轨迹表明,其能够较好地适应手部给予的未知力,各方向上的跟随速度与作用力拟合情况以及零件实际装配结果较为优越,具备良好的控制稳定性,且满足快速拆装时的柔顺控制基本需求。