基于UR机器人的直接示教系统研究

随着机器人技术的发展,越来越多的工业机器人被应用于工业生产的各个领域。人机互动是工业机器人发展的一个重要领域,而直接示教是人机互动的一个重要发展方向。直接示教机器人目前还是比较稀少,只有少数的机器人公司研发了直接示教系统,但是只能适用于他们自己的机器人系统,对于目前大部分机器人并不适用。为了拓宽直接示教的应用范围,对普通的机器人也能应用直接示教。大部分的机器人系统都是密闭的,不直接对用户开放,现提出了一种直接示教系统,在不涉及机器人原有系统的基础上实现直接示教,以Universal Robot为研究对象,通过一个力/力矩传感器感知操作者的示教力,数据采集卡收集到力/力矩的电压模拟信号,在上位机进行转换为力/力矩,然后进行力与位置的转换,发送到下位机实现运动,从而完成直接示教。     

弧焊机器人用数控焊接变位机示教盒系统的设计与实现

采用微机控制技术,以W78E58单片机为核心,设计实现了弧焊机器人用数控焊接变位机的示教盒示教系统.通过示教盒上的键控和显示功能,使操作者顺利实现对变位机运动的示教控制,并把位置信息反馈给操作者实现人机交互的功能.增强了数控焊接变位机对复杂工件的适应性,可完成优质高效的焊接过程.     

弧焊机器人离线编程的实用化技术

对机器人离线编程的实用化技术进行了研究,针对在弧焊机器人上应用离线编程遇到的如离线系统中的工具坐标系误差大、离线编程所得路径相对于期望路径有偏移等问题,采用机器人在线示教的方式,通过7点法对机器人工具坐标系进行了标定,然后用标定结果修正了离线系统中的工具坐标系.采用最小二乘拟合法,对离线编程所得的路径进行了修正,大大缩小了其与实际期望路径之间的偏差.最后通过试验验证,表明这些方法可以满足焊接典型路径的生产需要.     

可重构模块化机器人示教系统设计

设计一种通用型的可重构模块化机器人示教平台.采用基于开放式、分布式的控制平台,融合示教器人工示教功能和基于传感信息的自主示教功能,对示教系统的逻辑架构、控制策略、软件结构、以及示教运动模式进行分析与设计.该模块化机器人的示教系统既满足人工示教功能要求,又满足自主智能化示教的要求.最后通过对模块化机械臂的HMI人工示教实验和对一种模块化攀爬机器人的自主示教实验,验证了示教系统的可行性及相关关键方法的正确性.     

基于降维插补算法的机器人控制系统

将五维插补的问题转换为五个二维插补的计算方法,设计五自由度机器人的5个关节坐标联动,从而简化了其运动轨迹的控制.五自由度机器人控制系统能通过手动示教方式,引导机器人运动,以确定和定义空间点的位置坐标,同时可采用系统自定义的机器人语言进行编译,使机器人单步或连续自动运行.     

基于MotoSim EG的安川机器人虚拟示教仿真

工业机器人的示教分为在线示教与虚拟示教两种,文中给出了应用MotoSim EG软件实现安川工业机器人的虚拟示教过程。在机器人及其环境物建模的基础上,完成了机器人工件搬运的示教与编程,进而生成了INFORM III格式的机器人程序代码,通过将程序下载至机器人控制器,验证了虚拟仿真建模的精度与示教程序的可行性。实践应用表明:应用仿真软件能达到预期效果,与现场操作相比具有直观安全、成本低、效率高等优点。     

串联弹性驱动器的控制策略应用于工业机器人

为提高工业机器人的控制及示教水平,首先设计串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统和比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)位置控制系统,然后搭建MATLAB仿真系统,最后采用串联弹性驱动器力跟踪实验的方法,研究了串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统的正确性和控制算法的可行性。结果表明:设计的机器人零力控制系统和控制策略能够提高机器人的柔顺性和控制效率。可见,基于力/位置混合的驱动控制方法,在实现机器人在到达指定位置的同时,能够提高机器人示教水平。     

仿人机器人虚拟示教系统的设计与实现

引入虚拟现实技术对仿人机器人进行三维虚拟示教,对于改善仿人机器人的运动控制算法具有非常重要的意义.文中首先提出了具有七自由度机器手臂和六自由度机器腿的逆运动学计算方法,并采用三次多项式插值的方法来进行空间轨迹规划,在此基础上设计和实现了仿人机器人三维虚拟示教系统.示教仿人机器人手足协调舞蹈的仿真实验结果证明了虚拟示教系统的正确性和实用性.     

QH165点焊机器人数据库开发技术

QH165工业点焊机器人是获得国家863技术的机器人,其中机器人示教程序和位置点坐标值都存贮在固定的数据库中,并且上位机数据加载,复制,粘贴,删除,修改等操作实质上都涉及到数据库的操作,本文从开发的角度阐述了QH165点焊机器人数据库开发技术.     

MOTOMAN示教编程方法

探讨了MOTOMAN工业机器人的两种示教方法(直接示教、离线示教)以及编程语言，并且通过书写汉字实例验证了MOTOMAN工业机器人的在线示教编程方法。     

一种基于B样条插值的机器人速度规划算法

在传统工业机器人的线体设计中,工艺的完成依赖于示教与再现技术.而传统的逐点示教方法极为繁琐并占用操作人员大量时间.因此,能够找出一条经过所有示教点的曲线并进行高速插补将有效提高机器人加工曲线的轮廓精度和示教效率.本文提出了一种能完全经过示教点的机器人轨迹样条插值方法.在此方法的基础上,利用修正的S型加减速算反向插补预测减速点,能显著提高减速点的预测能力,从而可极大提升机器人复杂轨迹的插补效率.实验证明此算法曲线轮廓精度高,插补速度快,柔性高,能满足机器人复杂曲线插补的要求.     

机器人自动装配线上提高装配精度的方法

本文研究使用机器人的自动装配线提高装配精度的方法，一方面采取合理的机械结构以提高基础装配件的定位精度，另一方面运用机器人装配系统精度分析的Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ方法决定合理的装配中心位置，并通过充分运用机器人的示教功能，调整装配中心位置以达到提高装配精度的目的。     

基于人机协作的机器人柔顺示教及再现

针对机器人传统示教方法的局限性,通过分析机器人低速运动状态下的力矩变化,提出基于人机协作的机器人柔顺示教及再现技术;首先建立机器人重力矩和摩擦力矩动力学补偿模型,通过最小二乘法辨识得到机器人重力矩和摩擦力矩,以电机驱动力补偿机器人重力矩和摩擦力矩,以操作者的操作力补偿机器人运动过程中的惯性力、离心力等速度、加速度的相关项,人机协作共同完成柔顺示教;然后在电机速度模式下,通过低通滤波、比例微分控制和速度前馈完成轨迹再现;最后利用个人计算机与固高系列运动控制卡,搭建开放式机器人控制平台,在可视化仿真环境Simulink软件中建立控制程序进行实验。结果表明,通过人机协作,力矩补偿效果显著,柔顺示教较轻松,轨迹再现精度符合基本作业要求。     

仿人形机器人虚拟示教系统的研究与实现

引入虚拟现实技术对仿人形机器人进行三维虚拟示教，对于研究、改善及提高仿人形机器人的运动控制具有非常重要的意义。本文首先介绍了虚拟示教系统的结构，给出了具有七自由度机器手臂和六自由度机器腿的逆运动学计算方法，然后描述了采用三次多项式插值的空间轨迹规划方法及其在虚拟示教系统中的应用，最后将上述方法应用到仿人形机器人三维虚拟示教系统中，通过示教仿人形机器人双足步行和双手指挥交通，仿真实验结果表明了虚拟示教系统的正确性和实用性。     

平面关节型装配机器人的计算机控制

介绍了一种平面关节型机器人的计算机系统的组织结构、示教系统、伺服系统以及系统软件。该系统结构简单、价格便宜。脉冲分配电路和读位置电路所用硬件最少。合理的系统设计确保了机器人高的位置精度。     

T/P机器人原理实验台的研制

本文介绍T/P机器人原理实验台的研制。实验台主要由单板机、X—Y笔式记录仪和示教盒组成。示教与再现可通过示教盒实现,具有结构简单、操作方便的特点。实验台软、硬件构成,考虑了直接示教方式。示教盒示教和MDI示教方式并具有插补计算、速度调节等功能,非常适合于在普通高等院校开展多种T/P机器人原理教学,也可用于对机械专业、计算机专业及自动控制专业本科生开展机——电一体化教育。     

基于3P3R机器人的工具切换装置研究

针对目前已有的3P3R机器人,设计符合其使用要求的工具切换装置及其控制系统。在进行机器人末端工具切换前通过误差修正控制程序对3P3R机器人的位置及姿态误差进行校正,以达到提高机器人工具切换精度的目的。通过使用3P3R机器人工具切换装置,使3P3R机器人能够执行多方面、多元化、多种类的工作,提高机器人的使用效率及柔性。     

车辆机器人焊接CAD/CAM系统

为提高车辆自动化焊接的水平,替代目前机器人示教再现的编程方式,自主开发了基于某车辆焊接的弧焊机器人离线编程系统--VWROBCAM.VWROBCAM是基于面向对象的思想,采用图形工具OpenGL在Visual C＋＋环境下开发的离线编程系统.该系统实现了车辆三维焊接零件的参数化自动造型及焊接特征设计,基于COM接口技术实现了焊缝特征信息提取,基于OLE技术实现大型机器人工作站仿真环境与车辆的三维CAD无缝集成及机器人焊接过程计算机图形仿真.     

基于单目视觉的工业机器人抓取系统设计

针对工业机器人在示教模式下上料无法对位姿出现偏差的工件完成抓取的问题,设计了一种基于单目视觉的工业机器人抓取系统。系统使用单目视觉采集工件图像,利用九点标定法将图像中的工件形心坐标转换为机器人坐标系下的坐标;通过图像处理算出工件的旋转角度,引导机器人运动至目标位置并配合抓手完成对工件的抓取。最后以PCB为对象搭建了抓取系统,经过多次抓取实验,发现该抓取系统位置误差在2 mm以内、姿态误差在1.5°以内,能够满足自适应抓取工件的定位要求。     

水轮机修复机器人修复区域建模与仿真

提出基于Matlab-CAMC实现水轮机修复机器人工作空间修复区域仿真的方法.构造了一种3层小脑神经网络(CMAC).以机器人示教得到的修复区域位置信息为CMAC网络输入空间的输入向量,用扩展B样条函数作为CMAC非线性映射的基函数,用合并单变量函数exp()训练CMAC,用Matlab语言工具箱和编辑器进行程序设计并仿真,为机器人的运动规划、轨迹规划和工艺参数规划提供了依据.