基于NURBS算法的工业机器人轨迹规划研究

轨迹规划是工业机器人研究领域的重要内容之一。为解决使用直线与圆弧逼近不规则曲线方法带来较大误差的问题,提出使用NURBS拟合自由曲线,并使用S形速度曲线来控制机器人末端的运动速度和加速度,使各个插补点的位置、速度和加速度能够连续,将之反推到关节空间可以得到各个关节的角度、角速度和角加速度。最后以IRB2600工业机器人为仿真本体,通过MATLAB仿真证明:NURBS和S形速度曲线相结合的方法可以得到在关节空间连续、平稳的运行轨迹、速度曲线、加速度曲线,减弱了因各关节角度、角速度、角加速度突变带来的冲击影响,优化了机器人运行轨迹。     

基于MATLAB的工业机器人码垛单元轨迹规划

针对在线示教再现编程方法受不确定因素影响较大的缺点,在MATLAB软件环境下应用D-H法则对工业机器人本体建立运动学模型,并对码垛工作单元进行了整体建模;在对机器人重复定位精度进行实验验证的基础上,依据实际码垛任务在笛卡尔空间内对机器人末端执行器路径进行了设计,并返回关节空间内对该路径进行了运动学仿真,完成了码垛任务的末端执行器轨迹规划,在模拟工作单元动态特性基础上,提出了一种多变的工作空间内机器人轨迹规划方法。     

基于NC代码的工业机器人加工轨迹规划研究

随着数控技术在制造业的深入发展,NC代码得到了广泛应用。若以通用NC代码直接作为工业机器人的工作语言,将大大克服机器人工作语言的复杂性,使得连续路径编程特别是曲面编程不再局限于示教编程。文章首次提出并采用"虚拟刀具"的概念,即用五个相对位置保持不变的点来虚拟末端工具,将每条NC代码信息便捷地转化成机器人逆解所需参数。利用三次五次复合插值法,对工业机器人的连续路径进行规划,获得了精确的路径点。经仿真,验证了算法的正确性。     

新型工业码垛机器人轨迹规划研究

为了使新型工业码垛机器人抓手的位置和速度变化曲线具有光滑、顺畅的特性,且相关轨迹的运动计算量小,本文基于该机器人“取-放”操作的特性,在考虑机器人抓手位置、速度和加速度约束的基础上,采用“4 -3 -4”法对机器人单程运动进行了科学合理的轨迹规划.首先将整段轨迹分为三段,再采用不同低阶多项式对各轨迹段进行插补,且利用Matlab对计算数据生成了轨迹图像,为机器人控制系统的进一步研究打下一定的基础,以实现流畅、连续、稳定自动码放货物的要求.     

基于样条插值算法的工业机器人轨迹规划研究

工业机器人的控制系统是封闭且独立的，通过示教方式来在线编程是很难完成复杂的曲线运动，效率较低。为此在工件面型图像中对待加工轨迹进行规划，根据三次B样条曲线插值算法对规划好的加工路径轨迹进行数据处理，通过离线编程把加工轨迹数据点格式转换成机器人程序文件，把复杂的曲线运动分解成直线运动和圆弧运动，从而实现工业机器人的复杂曲线运动。实验过程中机器人运动流畅没有停顿，实际运动轨迹和规划运动轨迹吻合得很好，证明该方法有效可行。     

工业机器人自适应生成插补周期的轨迹规划算法

为了化简任意轨迹算法过程,提高算法的适应性,利用分类法以及误差法提出了一整套自动生成插补周期的轨迹规划算法,并使得插补曲线的振荡得到抑制.经过仿真和实验证明:该算法实现了轨迹,并满足了相关要求,且算法实用有效.     

机器人轨迹规划新方法的研究

本文分析了机器人轨迹规划的要求和特点，根据机器人末端执行器的位置矢量和姿态变换矩阵，推出一种轨迹规划的新方法。     

基于布谷鸟算法的工业机器人轨迹跟踪控制

研究SCARA工业机器人在关节空间内的轨迹跟踪控制问题.实际应用中,系统的未建模特性、关节摩擦间隙和未知负载等因素将引起机器人动力学性能的变化,从而影响其轨迹跟踪控制;并且外界扰动也会增加机器人轨迹跟踪控制的难度.针对上述问题,提出一种基于布谷鸟算法优化的快速连续非奇异终端滑模控制策略.该方法利用布谷鸟算法寻优机制规划...     

末端轨迹指定的机器人最优二次轨迹规划

本文结合动态规划法和速度限制曲线法，在末端轨迹指定的情况下，进行了机器人时间-能量加权最优二次轨迹规划，该方法具有直观，简洁，物理意义清晰，计算量小的优点，文章给出了具体计算实例。     

机器人关节空间的轨迹规划研究

讨论了一种四自由度工业机器人的关节空间的轨迹规划问题。利用三次样条函数对关节变量进行插值，使规划的轨迹函数连续且平滑，保证了机器人在整个作业过程中的运动平稳。实验表明，该轨迹规划方法是准确可行的。     

基于非均匀B样条曲线的机器人轨迹过渡算法北大核心

针对6自由度工业机器人末端轨迹不光顺、衔接速度慢、运动不平稳的问题,提出了一种基于非均匀B样条曲线的过渡模型和对应规划算法。使用5次非均匀B样条曲线,构建了G^(3)连续的空间轨迹过渡模型;根据轨迹过渡的拐角速度约束以及轨迹长度的相互制约关系,提出了自适应的速度前瞻算法;采用四阶龙格库塔-割线法,实现了样条曲线的插补;最后,利用安川HP20D机器人和Leica激光跟踪仪AT960进行实验,测量机器人末端TCP速度和加速度信息。实验结果表明,该过渡算法提升了多段连续轨迹的衔接速度,减小了速度波动,避免加速度突变,实现了机器人的平稳运动。     

基于轨迹规划的机器人碰撞检测研究

提出一种在不需要安装视觉或者力矩传感器的情况下在未知环境中实现碰撞检测的方法,将实时电流值和当前轨迹的误差量合成为一个碰撞标量,通过计算此标量的值来判断机器人的运行情况。只要检测到碰撞,就能采取一系列的措施来保护人员或者机器人的安全。并以传统的直角坐标机器人为实验平台来说明这种测量方法的有效性。     

真空机器人轨迹规划研究

为了使真空机器人获得高速、高精度的运动性能并减少系统的残余振动,文中提出了一种加加速度受限的非对称轨迹规划方法.首先阐述了该轨迹规划方法中轨迹限制条件的定义,然后根据定义的限制条件值给出了所有可能的加速度轨迹形状,并给出了各种轨迹形状下的完整算法及实现,最后将该算法应用于真空机器人运动规划中,该机器人用于在真空腔室中进行硅片传输工作.实验结果表明该方法可以有效地提高机器人的定位精度和效率并减少系统的残余振动.     

喷涂机器人轨迹规划的研究

利用抛物线逼近算法对喷涂机器人轨迹规划进行了研究,并对采用该算法的直线和圆弧的轨迹规划仿真结果进行了分析.仿真结果表明该算法可以生成一条位置和速度都连续的平滑运动轨迹,使操作臂的运动轨迹连续平滑,满足工业要求.     

基于焊接机器人的关节空间轨迹规划方法

针对"昆山一号"机器人关节空间运动的实际需求,结合机器人实时轨迹插补算法,提出了关节空间轨迹规划方法.运用离线编程软件仿真得到机器人末端运行轨迹,路径平稳连续.通过MATLAB 仿真得到机器人各个关节角度变化曲线和关节速度变化曲线,关节角度曲线平滑连续,关节速度曲线合理无突变.关节空间规划方法也可以应用在由变位机、导轨和机器人组成的多轴系统中,运行轨迹连续稳定,速度曲线满足工艺要求.该方法应用于"昆山一号"焊接机器人中,满足焊接实时调速和实时调整轨迹的需要.规划结果表明关节空间规划方法是合理正确的.     

高精度可重构工业机器人的轨迹规划方法

为解决高精度制造业中机器人适应性差,无法重复利用的问题,将可重构工业机器人应用到制造业中。针对不同构型的机器人,提出了一种确定可重构6自由度机器人运动学参数的方法。定义单个模块坐标系和模块间坐标系的转换关系,并将与机器人构型变化相关的信息存储在专用库中,通过可重构的正向运动模块动态生成末端执行器在笛卡儿空间中的位置和方位;提出采用5-3-5样条曲线的机器人轨迹规划方法;建立单样条曲线和多样条曲线轨迹规划方程,求解不同参数下的最佳运动轨迹,保证了所生成的轨迹在位置、速度上是连续可微的,并且在开始和结束时具有0阶连续的加加速度轮廓;通过MATLAB进行轨迹跟踪仿真,与其他轨迹跟踪误差控制方法进行对比,仿真结果证明:所提出的轨迹规划方法具有良好的控制精度,并可使机器人无振动地平稳运行。     

基于CAD/CAM技术的机器人连续轨迹规划

在复杂零件造型及弧焊中,提出了基于CAD/CAM技术的机器人连续轨迹规划算法.该算法利用CAM中的造型及铣加工功能模块获得待加工工件表面信息,然后综合考虑机器人系统加工精度和加工速度的要求,采用累加弦长的三次参数B样条算法,调整和优化工艺参数,并将CNC轨迹转化成机器人运动轨迹.实验证明,该算法所生成的连续轨迹运动精度更高,运行更平稳,可满足面向复杂轮廓的现代高速高精度的机械加工要求.     

工业机器人多目标轨迹优化

基于工业机器人时间、能量、冲击最优等多目标下的轨迹优化问题,采用多目标优化方法进行研究。采用七次B样条插值曲线,构造工业机器人连续并且两端端点的参数都可以进行设定的轨迹,保证了工业机器人的运动性能。然后采用改进遗传算法对工业机器人进行优化,得出Pareto最优解集。在自主研发的六自由度工业机器人上的仿真结果表明：七次B样条插值可以得到连续的机器人轨迹,改进的遗传算法可使B样条轨迹进行有效的多目标寻优,获得良好的Pareto前沿。     

基于ADAMS的硅片传输机器人轨迹规划及仿真

为了提高硅片传输机器人运动的平滑性,采用5次均匀B样条插值方法进行轨迹规划,并利用两种遗传算法对轨迹进行优化.以硅片传输机器人为研究对象,基于ADAMS软件对机器人进行轨迹仿真分析.结果表明,自适应混合遗传算法与自适应遗传算法相比,具有较好的局部搜索能力,能够得到性能更好的解.获得的轨迹具有脉动连续的特点,有利于提高机器人在运动过程中的轨迹跟踪精度.     

工业机器人辅助3D激光扫描测量系统的轨迹规划

复杂结构件装配平台采用了多种数控装配工具,能够实现自动化夹持、铆接、无缝校准对接和制孔,也可以完成复杂部件装配连接等工程.而根据复杂结构件装配工艺要求,不仅要对装配零件的空间位置进行定位,而且必须具有较高的控制精度和自动化程度.针对该平台,设计了一套工业机器人辅助3D激光扫描测量系统,建立了适合该平台的测量系统的原理模型,并对机器人旋转扫描轨迹进行规划,通过实例计算得出了机器人末端的坐标轨迹方程,为后面的实际装配测量提供了良好的理论基础.