基于激光跟踪的V形坡口焊接机器人

介绍了激光跟踪焊接机器人的结构组成和工作原理。在分析了V形坡口焊缝空间位置和形状特征的基础上,采取结构光法标定焊缝图像。经过焊缝条纹图像处理,提取焊缝特征点,根据三角测量原理建立了特征点的三维坐标。通过建立图像空间到机器人末端焊枪的笛卡尔空间雅可比矩阵,计算出焊枪在基坐标下的位姿;利用机器人逆运动学方程,求得机器人各关节的位置值,最后由关节控制器控制各个关节的运动,实现了机器人V形坡口焊接的视觉控制。     

基于激光跟踪的V型坡口焊接机器人研究

介绍了激光跟踪焊接机器人的结构组成和工作原理。在分析了V型坡口焊缝空间位置和形状特征的基础上,采取结构光法标定焊缝图像,经过焊缝条纹图像处理,提取焊缝特征点,根据三角测量原理建立了特征点的三维坐标。通过建立图像空间到机器人末端焊枪的笛卡尔空间雅可比矩阵,计算出焊枪在基坐标下的位姿,利用机器人逆运动学方程,求得机器人各关节的位置值,最后由关节控制器控制各个关节的运动,实现了机器人V形坡口焊接的视觉控制。     

基于MATLAB的五轴坡口切割机器人运动学分析与仿真

设计了一种新型的基于机器视觉的五轴坡口切割机器人,用于满足加工平面钢材的坡口切割作业.首先,建立了五轴坡口切割机器人的SOLIWWORKS模型,验证机器人机械本体的设计是否可以满足工作要求;其次,根据SOLIDWORKS模型建立机器人的DH参数表和DH坐标简图;然后,通过机器人的齐次变换对机器人进行正运动学和逆运动学分析,从数值角度对机器人的结构合理性进行分析;最后,利用MATLAB软件对机器人进行运动学建模与仿真.用MATLAB对机器人进行运动学仿真,主要分为对机器人进行静态模型仿真,机器人的末端操作器运动空间仿真和不同路径轨迹规划下的机器人末端操作器运动仿真.通过仿真模型证明了机器人机械结构设计的可行性,为机器人控制系统和控制算法的设计提供理论支持.     

焊接视觉跟踪机器人数学建模和工作空间分析

摘要： 针对大构件相贯线型空间焊缝的视觉跟踪方法,设计并制造了8自由度焊接视觉跟踪机器人.描述了一种空间机器人建模方法,主要思路为将移动坐标系从绝对坐标系原点,顺着关节机构移动到机器人末端工作点,运用此法对机器人进行数学建模并仿真,得到机器人运动学正解,运用数值法对机器人进行工作空间分析,得到工作空间三维图和侧向剖面图.仿真结果证明数学建模方法的有效性,空间分析结果表明本机构工作空间无空洞,工作范围符合设计要求.最后用物理样机对空间曲线型焊缝进行运动跟踪实验验证.     

基于模糊自适应PID控制的机器人运动控制仿真研究

通过对机器人运动控制的研究,确立机器人控制系统的运动模型,将运动控制系统的动力特性和控制特性相结合,给出了基于模糊自适应PID控制的机器人控制方法,使机器人能够精确地实现点到点以及任意转角的运动控制。利用Matlab进行仿真实验,结果表明本文所研究的运动控制方法切实可行,能够满足机器人运动控制方面的设计需求,同时也能提高对机器人控制的精度和准确性。     

移动机器人90°折线角焊缝跟踪仿真及实验研究

针对船舶建造过程中船舱底部与甲板内侧格子形焊缝空间狭小、焊接条件恶劣的情况,设计了一轮式移动焊接机器人,通过ADAMS软件对焊缝跟踪进行运动学逆解仿真,将仿真结果用于90°折线焊缝的跟踪焊接实验,从而减少了实验次数,降低了实验成本.其仿真结果可以为机器人的准确设计与焊接跟踪实验提供依据.     

基于多轴运动控制卡的伺服控制系统研究

以工控机为核心 ,应用研华三轴运动控制卡PCL 832 ,建立了机器人用数控焊接变位机的高精度控制系统 .研究分析了焊接变位机的位置控制精度、速度和运动轨迹的控制过程 ,给出了负载变化和速度变化的位置控制结果 ,其结果满足与弧焊机器人配合使用的精度要求 .     

移动机器人90°折线角焊缝跟踪仿真及实验研究

针对船舶建造过程中船舱底部与甲板内侧格子形焊缝空间狭小、焊接条件恶劣的情况,设计了一轮式移动焊接机器人,通过ADAMS软件对焊缝跟踪进行运动学逆解仿真,将仿真结果用于90°折线焊缝的跟踪焊接实验,从而减少了实验次数,降低了实验成本.其仿真结果可以为机器人的准确设计与焊接跟踪实验提供依据.     

采用激光线光源的焊接坡口间隙视觉检测

针对生产过程中焊件的加工装配误差、焊件热变形等因素导致的焊接坡口间隙变化从而影响焊缝质量的问题,设计基于激光线性光源的焊接坡口间隙视觉检测系统.运用LabVIEW的Vision Builder AI 3.0图像处理模块对焊接坡口间隙变化进行实时测量,实现坡口间隙变化视觉信号的图像采集和检测.实验表明,焊接坡口的检测精度和实时性可以满足焊枪姿态、焊枪摆动角度和焊接过程中焊接规范的实时修正与控制要求.     

基于PMAC的管道缺陷检测机器人控制系统的设计

本文设计的管道缺陷检测机器人的控制系统,采用PC机和PMAC运动控制卡组合的控制模式.PC机控制云台的转动,实现管道缺陷图像的采集;PMAC控制机器人本体的运动.实验证明,该控制系统能够对管道缺陷检测机器人进行精确控制,使之准确检测到管道的缺陷.     

核用A-TIG焊活性剂配比及对焊缝性能影响

以碳钢P265GH和不锈钢321为试验对象,结果表明,在相同焊接工艺参数下,涂刷配制出的活性剂,可大大增加焊接焊缝熔深,对于板件厚度在8 mm以下时,可无需开坡口、不用填丝,一次完成焊接过程,单面焊双面成形.并对焊缝接头进行相关的物理、化学分析,得到的焊缝宏观成形良好、熔深明显较常规TIG大,微观金相组织、力学性能均满足核电安装的焊接要求.     

数控焊接变位机指令系统的设计与实现

针对自行设计的弧焊机器人用数控焊接变位机设计了一套指令系统 ,利用该系统可以编程控制数控焊接变位机的运动 ,与弧焊机器人配合后可实现对各种工件的柔性焊接生产 ,实验表明效果良好 .     

高温气冷堆核电站蒸汽发生器管板定位机器人

管板定位机器人用于高温气冷堆核电站蒸汽发生器的传热管检修工作。作为堵管工具的载体,搭载各种不同的堵管执行单元,将其引导至指定的工作管孔,实施堵管工序。根据施工需求,开展了管板定位机器人研究。受限于被检对象及施工工况条件,管板定位机器人采用了模块化、轻量化设计。为消除管板定位机器人工作过程中管板结构应力变形、机器人自身运动误差和姿态调整引起的变形误差等因素影响,采用机器视觉辅助定位设计方案,消除上述各种非线性误差影响,提高管板定位机器人的位置控制精度。所设计的机器人样机在蒸汽发生器模拟体上进行了实际测试。结果表明,应用机器视觉技术进行目标定位及运动反馈控制是进行非线性误差补偿的有效手段,该方法控制精度高,控制系统相对简单可靠。     

大型喷浆机器人的设计与实现

针对喷射混凝土存在的主要缺陷,设计了一种新型喷射混凝土机器人。突破现有同类设备均为关节型的局限,给出了全新的机构与电控系统。并解决了恶劣环境下机器人的可靠性问题。在满足喷射混凝土工艺前提下,达到了操作简单、动作灵活、适应地下恶劣环境的目标。实践证明,该机器人具有很高的可靠性和稳定性,完全满足喷射混凝土工艺要求,非常适合中国国情,具有推广应用价值。     

CPR1000主管道自动焊变形控制

主管道自动焊焊接过程的变形控制对主管道焊缝应力的消除、后续焊口的组对能否满足要求、主设备位置的调整都起着直接的影响。因此,主管道冷热段、过渡段在初始组对时,都必须考虑后续焊口的组对,并且,焊接过程中必须严格监控变形,如果变形过大,必须通过适当的方法进行调整,确保后续焊口能够满足组对要求。     

机器人弧焊专家系统Virtual Arc

为了将机器人离线编程环境与弧焊专家系统结合,得出生成即可用的机器人弧焊程序,引入了一种机器人弧焊专家系统Virtual Arc.分析了Virtual Arc的推理流程与数据共享方法;结合实例使用Virtual进行推理,并把推理出的焊接工艺参数共享到离线编程环境后,离线生成机器人弧焊程序,然后进行实际焊接试验;对比分析了试验所得的与推理所得的焊缝剖面特征及焊接质量.试验结果表明,Virtual Arc能够有效地实现机器人弧焊工艺的控制及与机器人离线编程环境的工艺共享.     

基于ARM和FPGA的软体机器人的CAN总线运动控制器的设计

针对在软体机器人控制时,多电机协同控制过程中难度大、通用性差、协同性差等缺点,设计了基于ARM[adanced RISC(reduced instruction set computing) machines]和FPGA(field-programmable gate array)的软体机器人的控制器局域网络(controller area network,CAN)总线运动控制器,采用ARMCortex-M4为内核的STM32F407开发板和AX7102 FPGA开发板设计一种基于CAN总线的软体机器人运动控制器,主要包括该系统的体系架构、硬件设计和软件设计等。该控制器利用STM32作为控制核心和FPGA的高速处理能力来实现控制算法的运算,并用CAN总线技术来实现与上位机通信。经过试验操作,该控制器可以满足预定要求。     

基于人体姿态信息的下肢康复机器人运动控制技术

针对下肢运动功能障碍患者术后康复训练辅助设备的跟随控制问题,本研究提出一种基于人体姿态信息的下肢康复机器人运动控制方法。根据康复机器人的结构特性和功能要求,建立机器人运动数据信息采集系统和下肢康复机器人的运动学模型;构建机器人平台上的人体姿态行为信息采集传感器系统,通过分析位移传感器所采集的数据,得到表征人体姿态行为变化的相关信息,经上位机计算生成康复机器人的期望跟随速度;同时,基于模糊PID控制算法设计了跟随控制器。通过仿真和实验验证该控制算法能够有效减小机器人实时跟踪使用者运动过程中的误差,实现康复机器人对人体运动姿态良好的跟随效果。