应用型本科高校机器人工程实训室建设方案研究

为提升机器人工程专业学生对工业机器人编程与操作的能力,在对机器人工程实训室总体设计方案进行研究的基础上,提出了由机器人仿真与离线编程教学区、基础课教学区、机器人工作站实训区、自动化生产线实训区四大块构成的实训室建设方案。论述了仿真教学与基础教学中实训环节的建设方案、五个机器人工作站的工作模式和设计方案以及通过自动化生产线提升学生综合能力的方案。     

任意曲面的热喷涂机器人路径研究与开发

机器人离线编程是一种新兴的虚拟现实技术,它使用计算机图形学建立机器人以及工作环境的模型,通过图形化的虚拟车间进行机器人路径的规划.鉴于目前机器人制造商并未针对热喷涂这一特殊行业设计专门的机器人离线编程软件,本文研究了基于ABB公司的离线编程软件Robot StudioTM以及有限元分析软件ANSYS来实现为热喷涂行业提供的优化机器人路径生成策略,用以实现复杂零件的机器人自动喷涂程序.研究结果表明使用此策略创建的机器人轨迹是连续而平滑的,更适于实际工业应用.     

机床上下料实验教学工作站的建模与仿真研究

结合ABB IRB 2600机器人,参照数控机床柔性自动化上下料生产线,为之搭建了包括CNC机床、输送线在内的上下料仿真工作站系统,实现自动化上下料和自动物料输送,减少了人力成本,保证加工质量和较高的生产效率;通过Robot Studio离线编程软件,在计算机搭建的虚拟环境中,完成了上下料仿真工作站系统的建模,并在此基础上进行了机器人上下料仿真实验;通过对虚拟生产线系统的调试和优化,达到了预期目的,并将为机器人和数控机床柔性自动化上下料的教学提供了实验范例和技术支撑。     

基于多机器人离线编程系统设计

设计了一个多机器人协作系统离线编程软件,首先对多机器人协作运动时的约束关系进行了分析;在此基础上,为一般的多机器人协作系统离线编程软件设计了软件框架与类结构;并根据实验室现有项目作了一个具体软件实现;最后,对典型协作运动的离线规划与仿真执行以及仿真与真实系统中同一个Job文件的执行效果对比。     

基于Qt的可扩展机器人离线编程系统

针对当前国外商业化的离线编程软件平台不开放,提出了一种开放的机器人离线编程系统的构建方法.该方法以Qt为软件开发框架,同时结合开放图形库(OpenGL)和虚拟现实建模语言(VRML)各自功能上的优势,建立了一套模块化程度高、可扩展性强和细节显示逼真的机器人离线编程系统.除此离线编程基本功能之外,研究者可根据特定需求编写相应模块,并快速地添加到该系统中,为研究者进行功能验证提供便捷、开放的仿真平台.以日本MOTOMAN工业机器人为例,展示了离线编程软件的基本功能,并且列出了系统根据本实验室要求所扩展的应用,从而验证了本系统的实用性和有效性.     

机器人离线编程中虚拟现实人机接口研究

研究虚拟现实人机交互技术在机器人离线编程系统中的应用，以提高系统人机交互的自然性和效率。介绍了将六自由度输入设备FASTRAK跟踪系统用于机器人运动路径交互式生成的原理。提出一种场合相关的基于模板匹配的手势识别算法，通过手势向虚拟环境发送交互命令来对虚拟机器人进行离线编程，实现了数据手套在系统中的人机交互。算法简单、实时性好、识别率高、鲁棒性强。方法已在SGI工作站上实现，应用在自主开发的机器人虚拟示教编程系统中，大大提高了离线编程的效率。     

机器人图形仿真研究

借助机器人仿真研究机器人，可以节省研究经费、提高研究效率。该文介绍可在微机上运行的机器人图形仿真系统，该系统可供研究机器人ＣＡＤ和机器人离线编程。文章讨论了系统的总体结构，介绍了系统三维几何造型及图形显示的数学模型。     

工业机器人在MPS自动生产线中的应用

简要阐述工业机器人的组成及其发展趋势,并就工业机器人在MPS自动化生产线上做了研究及应用,运用RT-TOLLBox2对编写的程序进行测试及仿真模拟,缩短现场调试时间,提高了机器人运行的安全性及可靠性,工业机器人按照预定的轨迹完成了抓取任务.工业机器人技术是制造业发展的关键技术之一,能够通过更改程序来改变其工作内容和方式,如更改工作轨迹和动作位置等,提高自动化生产线的柔性化.     

基于解析器的Kuka-Volvo机器人离线焊接程序检查

为了缩短汽车的投产周期,汽车自动化焊装生产线多采用仿真验证然后输出离线程序的方式完成工业机器人的编程工作。而由于软件、人为等方面的因素,输出的机器人程序可能存在各种错误,削弱了离线编程的优势。文章介绍了一种基于flex和bison编写的Kuka-Volvo机器人焊接程序的解析器,对输出的离线程序进行检查。实验证明,该解析器可以有效检测出程序中的错误,从而及早修正程序中的错误,保证离线程序的质量,使汽车能够尽快投产。     

机器人生产线虚拟试运行系统关键技术研究

为了检验冲压生产线设计方案的可靠性,文章采用对生产线进行三维可视化仿真的方法,对机器人生产线虚拟试运行系统所涉关键技术进行了研究。首先,在C++环境中调用OpenGL库文件绘制三维仿真模型,并向该模型导入优化后的机器人运动学算法,完成事件触发生产线中机器人及其外围机械设备的运动仿真;其次,通过程序驱动实现实体控制器与仿真环境的实时通信;最后,搭建虚拟生产线,完成机器人生产线虚拟试运行的仿真。     

机器人运动状态的实时漫游

在机器人化生产系统开发工具软件 (ROBVR)的主要设计目的之一 ,就是旨在开发一个面向机器人化汽车生产线的虚拟构造、布局检验和生产流程动态仿真的软件工具平台。为了在 ROBVR系统中实现在机器人各关节运动的同时做实时的漫游 ,通过一个编译连接器 ,根据事先确定的机器人任务描述文件 ,以便生成仿真时所需要的机器人各关节在每一帧中的位移量 ,从而解决了机器人各关节运动规律的离线计算问题。由于在预处理阶段就完成了大量的计算工作 ,因此利用该方法 ,可大大加快在线仿真时的速度。文中通过一个机器人系统实例的模拟 ,说明了该方法的有效性     

灌装流水线的计算机仿真研究

用系统工程的分析方法建立了灌装流水线的动态仿真模型.模型包括动态画面制作、对象参数的设定、脚本程序的编制及网络通讯的参数设置等内容,达到了动态模拟真实流水线的效果.该模型是为可编程序控制器提供的较为灵活的虚拟被控对象,利用它可以设置一些异常情况,以训练和提高操作员的编程技能和解决突出事故的能力.此外,该模型作为一种有效的训练手段可以大大节省培训设备的投资.仿真程序用VB语言编写,在Windows98环境下利用专业软件CX-P进行在线调试.运行环境为Windows98或Windows98下的局部网络环境.     

考虑能效的多机器人协同装配线平衡方法

为解决工位内多机器人的协同装配问题,以装配线的节拍、能源的总消耗以及机器人的总投入成本最小为优化目标,建立了工位内多机器人协同作业的装配线平衡问题的数学模型.在此基础上,提出了一种基于工位码、任务码、机器人码三层编码的多目标混合帝国竞争算法,该算法融合了非支配排序遗传算法的排序规则,并引入了延迟爬山算法,以提高算法的搜索性能.最后,对算法进行仿真实验,结果表明该算法是有效、可行的.      

Off-Line Programming of a Robot for Laser Re-Manufacturing

Off-line programming provides an essential link for CAD/CAM. This paper introduced the principle of developing off-line programming system for laser re-manufacturing. Task and information flow of off-line programming for laser re-manufacturing robot was analyzed and the software structure of off-line programming based on commercial CAD software was constructed. The off-line programming system developed in this study includes 3-D solid model design, direct slicing for obtaining path data, graphical simulation of the robot and its workcell, kinematic model of the robot, motion planning, and creation of the control program for manufacturing process. The CAD software was used to design models of robot, workpiece, coaxial nozzle, and workspace. Through the application programming interface provided by the CAD software, the VC++ and ATL were chosen to develop such modules as direct slicing for obtaining path data, path planning, process specification, and control program automatic generation. The FANUC Roboguide software was used to realize graphical simulation. By direct slicing, the position and orientation data of robot end-effector was determined. The results show that the proposed system can be applied in laser re-manufacturing robot for manufacturing operations.     

四足机器人坡面运动时的姿态调整技术

提出了一种四足机器人对脚小跑步态下的坡面运动姿态调整策略.采用复合摆线对机器人足端轨迹进行规划,以减小足端在换相点处与地面间的瞬时冲击;以机器人质心在斜面上的落点到支撑线的距离为判据进行四足机器人坡面运动稳定性分析,得到其姿态调整的确定值.在Adams中建立了四足机器人的虚拟样机模型并进行了仿真试验,试验结果证实所提出的姿态调整策略对提高四足机器人坡面运动稳定性有效.      

白车身焊装线机器人控制理论及方法

文章以德国KUKA机器人为例,编写了焊装线工业机器人控制程序功能模块,二次开发了现场编程调试平台,使得机器人对工艺流程的表达、现场设备的控制和安全逻辑的互锁变得相对简单清晰,使机器人程序标准化,保证了焊装线的安全,提高了调试的效率,方便对机器人程序的维护和新车型的增加.     

基于装配的多机器人虚拟生产平台的系统建模

作为虚拟生产平台建立的重要组成部分之一 ,生产系统的建模对于多机器人虚拟生产环境的作业控制至关重要。基于系统具有并发性、柔性和不确定性的特点 ,提出了一个生产系统分块式有效 Petri网建模方法 ,保证了所生成的整体生产系统模型的有效性 ,可直接用于系统作业的控制 ,并且具有错误恢复能力 ,建模方法的有效扩充性也为深入地细化研究系统的某个加工单元和系统的扩展提供了可能。采用 C/ C++语言 ,基于 GL 图形库实现了平台的建立并给出了实例     

递阶式虚拟结构非完整机器人的编队控制

提出一种递阶虚拟结构编队控制方法,将机器人编队按空间分布划分为簇,并定义某段时间内该簇(虚拟结构)的参考轨迹,将虚拟结构的运动转化为各机器人的期望轨迹,然后基于反步思想,并通过设计移动机器人误差跟踪系统的Lyapunov函数来设计动态反馈控制器,实现了对参考轨迹的全局渐近跟踪.最后通过对给定直线和圆轨迹的编队跟踪试验,验证了该控制策略的有效性.     

基于数字制造环境的可重构装配线仿真分析平台

以某汽车变速箱装配生产线制造系统为背景,应用多Agent制造及Holon制造模式改造传统装配生产线以提升其柔性与重构能力·针对基于agent与holon混合思想的可重构装配生产线的基础框架与实现等理论提供分析验证环境,提出应用数字制造技术构建面向可重构装配线的数字仿真验证平台·在分析面向重构装配线的仿真平台功能特征的基础上,构建了数字仿真验证平台的框架·研究了仿真平台开发中的系统集成、可视化仿真、可重构装配线性能分析等关键技术,最后给出了仿真平台的实例系统·