用于机器人离线编程的作业标定算法

随着机器人焊接离线编程技术的应用与发展 ,机器人标定作为离线编程实用化的关键技术之一 ,得到越来越多的研究人员的重视。从离线编程系统实用化的角度出发 ,针对机器人离线规划时实现实际作业对象与离线仿真环境中的模型对象的调整与匹配问题进行了研究。并根据作业对象模型特征 ,分别通过工件标定和路径标定两种途径实现。详细进行了这两类标定算法的研究 ,提出了正交平面工件标定、圆形基准四点工件标定和辅助特征点三点标定三种工件标定方法和采用最小二乘拟合算法的路径标定算法。从而可以针对工件特点 ,比较全面地解决机器人离线编程系统应用过程中作业标定问题     

基于结构光三维视觉的再制造工件的测量及重建

提出了一种基于结构光三维视觉的再制造工件测量及重建方法。采用安装在机器人末端的结构光三维视觉传感器进行测量,给出了传感器的标定方法。控制机器人运动,使激光扫描整个工件表面,结合机器人末端位姿和传感器参数,可计算出扫描线上每个点的机器人基坐标系坐标,即获得了整个工件表面的三维坐标。对所获取的工件表面的轮廓测量数据,用B样条曲面拟合,给出了截面数据的B样条拟合算法。生成的再制造工件曲面,可以直接输入至离线编程系统,对再制造进行离线规划,并给出了轴类工件的算例。     

基于球面约束的机器人系统标定

针对机器人系统现场标定问题,提出一种利用百分表位移测量装置,基于球面约束的机器人工具坐标系以及工件坐标系标定方法。在DELMIA软件中建立仿真平台,运用非线性最小二乘算法成功对工具参数进行辨识求解。对某焊接机器人系统进行现场标定实验并在标定完成后导入离线程序进行轨迹偏离度验证。结果表明机器人轨迹偏离度得到改善,一致性偏差保持在0.3mm以内,稳定性较好,该标定方法的可行性得到验证。     

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。     

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.     

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。     

MOTOMAN-UP系列机器人离线编程系统

采用VISUAL C 6.0及OpenGL技术开发了MOTOMAN-UP系列弧焊机器人离线编程系统.建立了MOTOMAN-UP系列机器人D-H坐标系及连杆参数表,编写了运动学逆解模块;针对典型马鞍形工件的特点,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MOTOCOM32和运动学仿真模块ROTSY并同步导入马鞍形工件,不仅能单步生成作业指令,且可自动生成作业程序.通过对焊接过程进行离线仿真试验及传输作业实焊,验证该系统是切实可行的.     

柔性制造生产线仿真设计与关键数据标定

以基于IRB1410的多机器人柔性制造生产线为研究对象,利用SolidWorks和RobotStudio提出一种虚拟仿真生产线构建方案。简述多机器人柔性制造仿真生产线组成及工艺流程,介绍机器人法兰盘中心点的定义、手部坐标系的标定、工件坐标系的标定,并设计了数控机床的Smart动态组件;在仿真生产线编制了离线程序,根据加速度、轨迹规划,展示了机器人运行情况,运动轨迹仿真结果表明轨迹规划及编程符合预期。实践证明:借助虚拟仿真生产线,有助于实体生产线的设计、优化、调试等,为实体生产线提供理论依据。     

同轴度法标定相贯线工件坐标系

针对相贯线工件坐标系标定过程中标定步骤复杂，精度不高的问题，提出一种同轴度法标定相贯线工件坐标系。首先，建立一般形式的相贯线工件坐标系；然后，通过机器人TCP点分别在相贯线主管和支管上各标定10个点，并使用遗传算法分别求出主管和支管的最优轴线方向向量；最后，根据空间几何关系、主管和支管的轴线方程建立相贯线工件坐标系。在机器人与变位机实验平台进行标定实验，并与现有六点标定法对比，所提出的方法其标定精度在X、Z方向上约为1 mm,在Y方向上小于0.5 mm,为相贯线工件坐标系的标定提供了一种新的标定策略。     

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.     

基于UG的弧焊机器人离线编程系统的设备建模

通过对弧焊机器人的结构以及各连杆的几何参数分析后,运用UGNX4.0强大的三维建模功能,对Motoman HP6型弧焊机器人进行了三维建模.所建立的模型是整个离线编程系统的基础.在UGNX4.0环境下,弧焊机器人的设备建模包括三个重要的模块,即零件建模模块、装配建模模块以及运动学模块.其中,零件建模模块是基础,装配建模模块和运动模块都是在此基础上进行的.以VC 作为二次开发工具,成功地进行了弧焊机器人和变位机的三维建模,从而为UG环境下的二次开发研究打下了良好的基础.     

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.     

Study on motion simulation of arc welding robot based on UG

The motion simulation of arc welding robot is the basis of the system of robot off-line programming, and it has been one of the important research directions. The UGNX 4. 0 is adopted to establish 3D simulating model of MOTOMAN-HP6 arc welding robot. The kinematic model under link-pole coordinate system is established by the second development function offered by UG/OPEN API and the method of programming using VC ＋＋ 6. 0. The methods of founding model and operational procedures are introduced, which provides a good basis for off-line programming technique under Unigraphies condition.     

弧焊机器人柔性再制造系统

建立了一个弧焊机器人柔性再制造系统,该系统由测量、建模和离线编程三个子系统组成,可以自动获取废旧零件的表面信息,建立再制造模型,并生成焊接再制造程序,完成废旧零件的再制造过程.介绍了系统的硬件结构和各个子系统的工作原理.系统适用于缺损表面为二次曲面的工件,对不同缺损程度的工件的再制造可以自动进行.对某车辆的扭力轴进行了试验验证,结果表明该系统是可行的.     

弧焊机器人典型工件建模与姿态规划研究

采用“搭积木”的思想提取复杂工件焊缝的特征信息,针对提取工件的特征信息提出并建立了焊缝的特征坐标系;对典型焊缝基于AutoCAD的二次开发建立数学模型,推导出任意马鞍型曲线焊缝上任意焊点的特征坐标系在基准坐标系上的投影矢量,进而获取机器人焊枪尖端的坐标系相对基准坐标系转换矩阵。这一研究对空间曲线的孤焊机器人离线编程提供了重要的技术支持。     

Geometric model of robotic arc welding for automatic programming

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用于自动编程的机器人弧焊几何模型

几何信息对于弧焊机器人自动编程具有重要作用,本文建立了完整的机器人弧焊几何模型,在焊缝曲线几何模型中,提出用焊缝长度为参数建立参数方程表达任意形状的焊缝,并给出了确定焊缝上离散编程点的方法,在焊接工件几何模型中,针对焊接结构的特点,采用三级基本体系和基本体素对表示焊接工件,给出了具体的数据结构。在焊枪位姿变换中,定义了世界坐标系,焊枪坐标系和活动坐标系给出了坐标系间的变换关系,在此几何模型基础上,     

中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接技术研究

针对采用在线示教方式的中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接工艺进行了研究,结合机器人程序中的偏移指令设计了一种新的多层多道焊机器人焊接方法。通过对机器人焊接顺序、焊接路径进行规划,利用简化的焊道截面计算出各个目标点的偏移量,完成对机器人程序的编写。利用机器人离线编程软件Robot Studio以及实际的焊接设备对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法可有效减少示教次数,提高焊接效率,焊接后的V型坡口板填充效果以及焊缝成形良好。