一种混联自动抛光机器人控制系统的设计

针对当前自由曲面金属的表面抛光还停留在人工操作、加工效率低、质量不稳定的现状,设计出一款具有抛光力自适应的混联抛光机器人系统.该机器人系统适用于平面、弧面、回转体等多种金属表面的抛光打磨.通过PLC对该抛光机器人系统的3个伺服电机及2个力平衡气缸进行控制,实现机器人的自动抛光功能.     

基于离线编程的机器人柔顺打磨方法及实验

该文提出一种用于六轴抛光打磨的机械臂离线编程方法和装置,利用离线编程软件快速生成打磨程序用于复杂曲面的打磨,通过柔顺装置的设计实现恒力打磨,从而完成了机器人快速打磨。具体步骤为:在离线编程软件中标定六轴抛光打磨机械臂与打磨工具的相对位置,生成打磨轨迹点,建立系统的三维模型并将其进行格式转换;将三维模型及打磨轨迹点导入离线编程软件,确定相对位置关系;然后离线编程软件根据输入,自动生成打磨程序;最后将打磨程序输入具有柔顺打磨装置的机器人系统,实现打磨。将该方法用于一种锌合金水龙头把手的抛光打磨,证明该离线编程方法生成的程序能够完成精确打磨作业,效果良好。     

一种混联软性抛光机器人的设计与开发

针对当前抛光行业还停留在人工操作、生产效率低、生产质量不稳定和中小微企业的实际现状,设计出一款混联软性抛光机器人系统.该机器人系统具有抛光接触力自适应调节能力,适用于平面、回转体等金属铸件表面的抛光.通过PLC对该抛光机器人系统的变频电机、伺服电机及力平衡气缸进行控制,实现机器人对金属表面的全自动抛光功能.实验证明,本机器人具有抛光效率高、抛光质量稳定的特点,特别适合中小型抛光企业.     

机器人主动柔顺恒力打磨控制方法

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明：在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制.     

机器人打磨碳纤维复合材料工艺研究

碳纤维复合材料由于其优越的性能正被广泛应用于工业领域,为提高打磨该材料的表面质量及改善打磨环境,在工业机器人基础上开发一自动打磨系统并对打磨工艺进行研究。基于被动柔顺装置(Pushcorp AFD71)设计机器人打磨末端执行器,相较于传统打磨工具,它具有恒力输出、力控制稳定简单、响应快等优点。重点研究了机器人自动打磨系统的集成以及利用该系统对碳纤维复合材料进行打磨实验,研究各参数(主轴转速、机器人移动速度、打磨正压力、倾角和砂纸粒度)对表面粗糙度的影响。最后通过碳纤维复合材料顶盖横梁的打磨应用验证了该机器人自动打磨系统的实用性和优越性。     

起重机用打磨机器人结构设计

根据起重机无损探伤检测要求,对起重机用打磨机器人进行总体布局和结构设计,并结合其使用环境和工作要求选择了双履带、永磁吸附式的总体结构.打磨机器人传动机构选用链传动,其驱动方式按实际控制的需要选择步进电机驱动;打磨机构采用电机驱动,工作时打磨压力由压缩弹簧提供,并由电磁铁来控制工作状态.打磨机器人在起重机构件上的固定采用磁吸附式吊挂结构.     

随五轴加工轨迹变抛光力的控制策略与方法

设计了以PWM信号高速开关控制为核心的气动抛光力加载控制系统,采用滑动平均滤波PID算法调节,通过Simulink仿真和实验调整PID参数,提高系统动态性能,保证变抛光力的控制要求.借助五轴混联机器人动平台,搭建五轴变抛光力试验系统,进行跟随轨迹的变抛光力加载实验.实验结果表明,设计的滑动平均滤波PID控制能够在力控制要求改变时快速响应,使抛光力跟踪至设定值,力实测值误差在±1N以内,波动范围小,具有足够的稳定性和准确性,满足变抛光力的控制要求,实现了跟随五轴加工轨迹的变抛光力控制.     

基于轨迹控制的机器人抛光工艺

针对普通商用工业机器人的封闭控制结构难以实现在线控制的特点,采用软质抛光工具来降低快速制模工艺中机器人抛光的轨迹误差.为了获得稳定的抛光压力,在机器人抛光轨迹规划的基础上,通过轨迹调整,对软质抛光工具的弹性变形和抛光过程磨损进行有效补偿.实验结果表明:当轴向预压量为1.0 mm时,每隔175 mm的抛光间距进行轴向补偿0.1 mm,即可获得稳定的抛光压力和均匀的抛光过程.     

机器人用于表面精加工作业的若干问题研究

以机器人打磨系统的建立为例，阐述这类表面精加工作业的几个问题，主要有腕传感器及动态力补偿、力控制器设计、机器人位姿选择与作业精度。系统的特点是作业过程动态力控制，结合机器人结构动特性选择作业位姿，并对机器人本体柔性做补偿，使用较低精度机器人完成高精度打磨。     

基于机器人技术控制大口径光学表面中频误差的方法

在分析中频误差形成原因的基础上,按照人工均匀修抛的工艺,提出了基于机器人技术控制大口径光学表面中频误差的方法,建立了机器人抛光的数学模型,研制了机器人加工工具。利用机器人对大口径光学表面进行了抛光实验,实验结果表明功率谱密度(power spectral density,PSD)明显减小,在0.2 mm-1处的值由24.15 nm2·mm降到2.61 nm2·mm,说明机器人抛光方法行之有效。     

基于机器人系统的3M技术研究

介绍了机器人系统在3M技术中的应用,并详细介绍了机器人系统的关键技术:机器人标定技术、机器视觉技术和离线编程技术。经过标定后机器人系统绝对精度大幅度提高,可满足机器人"手持"测量工具进行测量的需要,同时通过机器人模型和运动学方程,将测量数据建模,生成统一世界坐标系下的加工路径,将生成的加工路径通过离线编程技术转化成机器人系统的运动指令,控制机器人进行加工,因此机器人系统在测量、建模和加工过程中发挥了非常重要的作用。同时介绍了一种机器人系统在3M技术中的典型应用,并开发了智能测量、建模及加工机器人一体化系统,该系统集成了透明件测量、自由曲面建模、机器人离线加工等先进技术,满足了用户需求,已经成功应用于透明件研磨抛光领域。     

轮式磁吸附超声检测爬壁机器人的设计与吸附稳定性分析

针对铁磁壁面缺陷检测的需求,设计一种融合超声检测功能的爬壁机器人。首先提出一种集耦合剂涂抹、超声检测和缺陷标记功能于一体的集成式检测机构,其次,设计一种含壁面打磨机构、耦合剂挤压机构的爬壁机器人,再次,针对机器人所处横向、竖直、悬壁3种工况,分析运动稳定性条件,包括吸附力条件和电机扭矩条件,为轮式磁吸附爬壁机器人的设计提供依据。研究结果表明:该机器人能够在铁磁壁面上实现移动和超声检测功能,包括壁面打磨、耦合剂涂抹、超声检测和缺陷标记。     

RoboCup擂台赛机器人控制系统设计

根据参赛情况,介绍了RoboCup机器人擂台赛比赛规则,提出了设计参赛机器人系统的比赛策略,设计了硬件、软件以及机器人的感知系统与控制决策系统等,探讨了机器人的自适应能力.自主设计实现了竞赛机器人的灵活配置和组装,为机器人的自行开发提供了方便.     

光学非球面元件机器人柔性抛光技术

计算机控制光学表面成型技术在光学元件冷加工中占据重要的地位,是对平面及非球面光学元件进行最后阶段修整抛光的必要手段.现有的计算机控制光学表面成型技术大都基于数控机床来进行.随着机器人技术的发展和广泛应用,将机器人引入到光学元件数控加工领域是一种新的有效尝试.因此,对一种基于机器人的光学非球面柔性抛光技术进行了运动学分析,并建立了控制模型,利用控制模型进行工件加工,获得了较好的加工效果.     

武术擂台赛机器人的设计策略

介绍了举办首届机器人武术擂台赛的目的和比赛规则,根据自己参赛队的实际情况,提出了设计参赛机器人系统的具体思路和策略,阐述了系统平台的硬件设计及组建步骤、机器人传感系统和控制决策系统等,探讨了机器人技术发展和应用中需要关注和解决的问题.     

优选法在刨床上的应用

某玻璃表面要求光滑,无折光现象,这需要经过打磨,抛光来实现。而打磨,抛光前,玻璃又须经过表面刨削加工,刨削越光则越易于打磨,能节约抛光时间,提高工效。这里便提出了如何提高刨削玻璃表面光洁度的问题,我们应用了“0.618”法。一、影响表面光洁度的因素及其范围:1.刨刀角度:由于玻璃硬度较低,采用“P18”刀具材料,角度磨成光刀形式,即刀刃     

基于PLC的齿轮电解抛光控制系统的设计

齿轮电解抛光控制系统对加工质量等影响重大,为设计实现电解抛光高精度控制系统,基于电解抛光加工原理、PLC控制和界面组态技术,设计实现一套齿轮电解抛光控制系统。通过对工艺的分析与闭环控制思想设计PLC程运行流程,通过组态软件设计控制系统的人机交互界面。选择西门子S7-1200 PLC控制器和交流伺服电机主轴控制策略,通过温度控制仪和p H仪等辅助控制设备对温度和p H值进行闭环控制。设计短路检测电路,保护控制系统器件。调试验证系统的运行稳可靠,达到很好的抛光效果,同时该控制系统也可用于其它结构件的电解抛光加工。     

基于CAM的机器人抛光轨迹规划

在快速制造金属模具工艺中,采用工业机器人对具有复杂形状的模具型腔进行抛光加工,开发了基于CAM软件模块的机器人抛光轨迹自动规划系统.该系统利用UG CAM软件中的多轴铣加工功能模块获得型腔的表面信息,然后采用辅助区域驱动法在复杂型腔表面映射生成连续的多轴数控加工轨迹,然后根据抛光工艺要求调节工艺参数,并将多轴数控加工轨迹转化成机器人抛光加工轨迹.实验结果表明,该系统所生成的抛光轨迹可满足面向复杂模具型腔的机器人抛光加工要求.     

飞机结构件内腔机器人自动打磨工艺

飞机结构件的内腔结构复杂,打磨工艺难以控制,为提高打磨表面质量和打磨效率,设计了一种具备轴向/径向恒力控制的末端执行器,并搭建了自动打磨实验台。运用正交实验对磨具粒度、打磨压力、进给速度等打磨工艺参数进行了极差分析和方差分析,得到了显著因素和最优水平组合。以表面粗糙度和去除深度为评价指标,建立BP神经网络预测模型,并对训练后的模型进行实验验证。实验获得的实测值与预测值的相对误差在5. 5%以内,表明该模型对表面粗糙度和去除深度有良好的预测能力,可有效地提高打磨工艺设计的效率。     

飞机结构件内腔自动打磨工艺

飞机结构件的内腔结构复杂,打磨工艺难以控制,为提高打磨表面质量和打磨效率,设计了一种具备轴向/径向恒力控制的末端执行器,并搭建了自动打磨实验台。运用正交实验对磨具粒度、打磨压力、进给速度等打磨工艺参数进行了极差分析和方差分析,得到了显著因素和最优水平组合。以表面粗糙度和去除深度为评价指标,建立BP神经网络预测模型,并对训练后的模型进行实验验证。实验获得的实测值与预测值的相对误差在5.5%以内,表明该模型对表面粗糙度和去除深度有良好的预测能力,可有效地提高打磨工艺设计的效率。