基于Solidworks与Matlab的码垛机器人动力学仿真

动力学是高速码垛机器人设计过程中必须考虑的问题,但要建立机器人精确的动力学模型比较困难.通过Solidworks建立机器人实体模型,并将其导入Matlab中,在仿真环境中调整相应参数,得到机器人的动力学仿真模型,再利用Simulink添加控制模块、驱动模块(Joint Actuator)和检测模块(Joint Sensor)建立完整的仿真模型,通过两者的结合进行机器人动力学仿真分析.结果表明,运用Solidworks与Matlab联合仿真,可以缩短设计周期、形象直观的模拟机器人的三维运动情况,有效的获取其动力学特性参数.     

多功能柔性机器人夹具的设计与应用

为了解决搬运码垛机器人利用率低和更换夹具比较麻烦等问题,设计了一种多功能柔性自动切换机器人夹具,包括机架、夹取装置、吸取装置和驱动装置等。该夹具同时具有吸取功能和夹取功能,并可通过机械臂驱动夹具做三维运动及旋转。结合机器视觉识别,可在工作范围内对工件采用不同的方式进行夹取,实现一台机器人同时服务2种不同类型工件或2条生产线,大大提高了机器人的利用率。该夹具已应用在壁挂炉生产线的搬运机器人上,使得搬运码垛工人的数量从10人降低到1人,工人的劳动强度大幅度降低,约18个月收回投入成本,效果很好。     

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.     

玻璃基板码垛机械手位置的迭代学习跟踪控制

码垛机械手在玻璃基板生产过程中发挥着至关重要的作用。针对玻璃基板码垛机械手码垛过程具有较强重复性的特点,提出迭代学习的码垛机械手位置跟踪控制方法。考虑到运行过程中出现的非重复性干扰设计了鲁棒迭代学习控制器。同时采用Lyapunov函数分析了码垛机械手的收敛性。理论结果表明,鲁棒迭代学习控制算法可以保证码垛机械手的位置跟踪误差收敛到0。仿真结果表明,所提出的鲁棒迭代学习控制算法,较好地抑制了非重复扰动的影响,有效提高码垛机械手的位置跟踪性能,经过20次的迭代,控制精度能达到0．01mm。在实验测试中,相邻两个玻璃基板间的码垛误差最大不超过0．1mm,取得了良好的控制效果。     

基于分布重心的分拣码垛桁架机械手系统货位分配优化

目的 提高大规模定制化按单生产应用场景下桁架机械手分拣码垛下线成品的作业效率。方法 提出一种基于分布重心法的播种区货位分配法,针对分拣码垛桁架机械手系统的工作特点,建立设备分拣任务总时间数学模型,将其归结为以最小桁架机械手带载水平移动总时间为目标的播种区货位分配问题。根据待拣订单货品的初始数量和位置,构建订单–货品分布重心矩阵。在此基础上,依据分布重心系数由大到小的顺序对播种区内的货位进行订单分配。结果 与货位随机分配法相比,采用分布重心法可以将桁架机械手带载水平移动时间平均缩短约28.14%,分拣任务总时间平均缩短约5.78%。结论 通过货位分配的优化,有效缩短了桁架机械手完成分拣任务的时间,提高了系统分拣效率。     

基于有限元法儿童座椅包装件的跌落优化分析

目的 针对飞机货舱码垛效果影响因素较多,现有评价方式过于单一等问题,从行业应用的角度,提出一种货舱码垛效果综合评价方法。方法 选取货舱填充率、码放效率及重心偏移量等为评价指标,综合利用主客观权重赋值法的优点,将AHP法与熵权法相结合,计算得到各指标综合权重值,建立货舱码垛效果分级的模糊综合评价模型。结果 通过对6组货物码放垛型进行实例计算和对比分析得出,第5组码放垛型综合效果最佳,与原始信息一致,表明该模型对飞机货舱码垛评价效果合理可靠。结论 提出的评价模型有效解决了多因素情况下的码垛效果评价问题,为飞机货舱码垛提供了理论依据。     

码垛机器人连杆参数的变化对工作空间的影响

目的分析机器人的连杆2(l_2)、连杆3(l_3)的长度和l_2的关节转角θ_3的角度取不同值时,机器人工作空间的变化情况。方法建立机器人的连杆坐标系,根据连杆参数表用D-H法建立机器人的运动学方程。根据运动学方程,用Matlab仿真工作空间。改变l_2和l_3的长度以及l_3的关节转角θ_3,得到连杆取不同参数时和原参数时机器人工作空间的x Oy和x Oz平面对比图,并把对比图插入AutoCAD画出对比图的边界。通过分析对比图边界的变化来研究仿真平面图形的变化。结果获得了不同参数时机器人工作空间的x Oy和x Oz仿真投影图。结论连杆参数不同时,工作空间有不同的变化,为机器人连杆参数的优化和运动控制奠定了基础。     

基于S曲线的包装码垛机器人轨迹优化

目的为了提高包装搬运机器人的码放效率,提升机器人运动轨迹的平滑性,降低机器人运动过程中因加速度突变出现的振动。方法针对包装码垛机器人的运动轨迹特点,在机器人最大运动速度恒定的前提下,提出一种以时间和冲击为优化指标的五阶S曲线优化方法,将可变化参数引入优化冲击力中,在保证冲击力最小的情况下大大缩短机器人加速时间。结果仿真结果表明,经过五阶S曲线优化的机器人加减速时间明显缩短,机器人的加速度曲线更加平滑。结论该优化方法大大降低了机器人因速度突变出现的振动,有效提升了包装码垛机器人的工作效率。     

高速码垛关键技术研究

针对我国的码垛技术研究现状,解决了码垛工作系统中存在的匀料码垛模式规划、多线协调合一、高速无损转位、高频正反转电机功率定额、码垛动作时序分析等关键问题,奠定了高速码垛研究领域内的技术理论基础,成功地研制了国内领先、国际先进的高速码垛生产线MDJ1600H。     

车载自动码垛设备设计与动态性能分析

目的为中小型化肥厂的汽车运输设计一套自动码垛设备,并对设备工作的动态稳定性进行分析。方法应用拉格朗日运动学方程求出了大车机构和小车机构的驱动力,同时该驱动力也是提升臂产生激励振荡的激励力,运用结构动力学原理,得出了提升臂激励运动方程,并对影响方程中关键的设计参数进行了仿真分析。结果大车机构和小车机构完成一次动作的时间参数对设备动态稳定有较大影响;连接提升臂升降部件的直径d越小,设备运行动态稳定性越差;连接提升臂升降部件选用不同的钢材,对设备运行动态稳定性影响基本相同。