机器人与智能制造技术的发展思考

在第三届中国机器人峰会暨全球海归千人宁波峰会上,华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室主任丁汉院士的主旨演讲赢来阵阵掌声,他从院士角度高屋建瓴地总结了我国机器人技术发展的现状,指出目前我国机器人技术研究与市场应用面临的关键问题。本刊根据录音整理出文字,以飨读者。     

面向复杂曲面的机器人砂带磨抛路径规划及后处理研究

针对机器人砂带磨抛复杂曲面叶片问题,对叶片内外型面和进排气边的磨抛路径规划及后处理技术进行了研究,对复杂曲面叶片的机器人砂带磨抛路径规划的计算效率及加工效率进行了分析,提出了一种将基于等残留高度法的笛卡尔空间计算的磨抛行距转化为参数域空间的磨抛行距的方法,并将机器人砂带磨抛复杂曲面叶片接触轮的中心坐标位置、支撑轴矢量以及轴线矢量数据后处理为机器人的位姿信息,利用机器人砂带磨抛系统装备实验平台对复杂曲面叶片进行了实际的加工实验。研究结果表明:所提出的刀路规划和后处理技术能够有效地解决机器人砂带磨抛复杂曲面叶片的问题,具有加工路径总长短以及路径条数少的特点,计算简单、加工效率高、加工表面质量好。     

二进制点云局部特征描述子研究

基于点云局部特征描述的三维目标识别是机器人视觉领域一个具有重要研究价值且富有挑战性的研究方向.尽管目前已有大量三维特征描述子的相关研究工作,但它们大多数采用浮点数,对计算和存储的开销很大,并且鉴别力较弱,鲁棒性不强.鉴于此,从点对特征出发,提出一种鉴别力高,鲁棒性强,结构紧凑,计算迅速的高性能点云局部描述算法——二进制...     

夹具定位分析模型的统计特征及相对误差分析

推导基于距离函数三种夹具定位分析模型的期望和方差.试验表明线性方法低估了工件定位误差,而双边二次方法最确切地反映出工件定位误差,因此双边二次模型的精度高但最复杂,而线性方法分析精度低但最简单.为了折中精度和复杂度,进一步推导双边二次模型与单边二次模型、单边二次模型与线性模型的相对误差与源误差之间的关系,提出三种夹具定位分析模型的选择方法.该方法在确定相对误差水平(即保证夹具定位分析的精度)前提下,依据源误差的协方差选择三种夹具定位分析模型,仿真试验验证了该方法的有效性.     

基于嵌入式PC的开放式软PLC

介绍了开放式软 PLC的产生背景及现状 ,提出了一种基于嵌入式 PC的开放式软 PLC的解决方案 ,并分析了其实现方法及技术优势 ,最后阐述了其应用前景及发展趋势     

梳状滤波阵图及其应用

提出了一般梳状滤波器的设计方法,证明了传统的时域平均只是一般梳状滤波的一个特例。在此基础上提出了一种新的信号分析方法——梳状滤波阵图法:首先粗略估计周期信号基频的取值范围,然后以一定频率间隔离散化该频率区间,以得到的一系列离散化的频率值作为信号基频的估计,逐次对采样信号做梳状滤波处理,将得到的一组时域滤波波形以二维灰度图或三维阵图的形式显示,最后从中挑选出特征明显的若干行做进一步的分析。该方法可以在无同步信号的情况下有效地提取出混杂于强背景噪声中的周期信号,将其应用于滚动轴承故障信号精细特征分析取得了满意的效果。     

三维线弹性连续体的结构拓扑优化设计

研究了基于水平集模型和SIMP方法的三维线弹性结构的拓扑优化方法，优化模型的目标是结构的柔度最小。引入水平集模型隐含描述具有复杂拓扑关系的三维线弹性结构的几何边界，以材料域的形状为变量进行灵敏度分析，构造水平集方程的速度函数，通过几何边界的演化获得结构的最优形状和拓扑。同时研究了基于SIMP方法的三维连续体结构的拓扑优化设计。对基于水平集模型和SIMP的拓扑优化方法的数值算例进行比较，结果表明，基于水平集的三维结构拓扑优化具有光滑的几何边界，数值算法稳定。     

高加速度直线伺服系统高精度运动控制器设计

在中国国家自然科学基金重大项目《先进电子制造中的重要科学技术问题研究》资助下，针对先进电子制造装备中的核心问题——高加速度直线伺服系统的高精度定位控制展开研究。就高加速度直线伺服系统的高精度定位控制控制算法，高加速度直线伺服系统高精度运动控制器设计所涉及的理论研究进展提出总结报告。 针对影响系统性能的摩擦力和外部扰动，提出基于LuGre动态模型的摩擦力补偿控制、基于LuGre模型的摩擦补偿与干扰观测器相结合的控制方案、改进型干扰观测器结构(IDOB)、具有前馈控制的鲁棒内模控制结构、自适应鲁棒滑模控制算法等5种控制方案     

机器人加工几何误差建模研究:Ⅰ空间运动链与误差传递

以机器人作为制造装备执行体,集成视觉等智能传感器,实现大型复杂零件小余量磨削/铣削/切边/制孔是智能制造的前沿研究方向之一,目前加工误差难以降低是制约其应用的主要难题.以加工误差降低为主要目标,以机器人、视觉传感器、工件、工具为主要对象,研究视觉引导的机器人加工几何误差建模与精度控制,具体包括:在第Ⅰ部分介绍几何误差建...     

标定模板与图像平面平行时的摄像机标定方法

在工业应用的机器视觉系统中,存在着较多的图像平面与标定模板平面平行的情况,针对这种情况,提出了一种新的简单而快速的标定方法。该方法仅需要一个取景器和一个平面标定模板,通过取景器可直接得到光轴中心坐标,同时也可计算出镜头的焦距;再利用平面标定模板上的特征点计算出摄像机模型的其他参数。实践证明,该方法无需预标定过程即可迅速、方便地对摄像机的内外参数进行标定,并且具有较好的精度。