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。     

机器人离线编程中的机器人语言界面

本文讨论了机器人离线编程系统HOLPS中的机器人语言人机界面.该机器人语言(HOLPS语言)具有VAL语言的基本功能,允许用户选择多种轨迹规划算法,提供机器人运动学正反解自动生成功能,具有静止编程动态运动功能.HOLPS语言界面采用下拉式菜单和弹出式窗口管理,除以键盘为主进行操作外并配有鼠标器操作,对机器人程序主要以解释方式执行.     

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.     

双足机器人稳定行走步行模式的研究

研究了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制系统的双足机器人稳定行走步行模式生成方法.通过对双足机器人行走过程中行走参数及ZMP轨迹进行规划,计算出机器人行走过程中的质心轨迹.由运动学模型求解出其行走过程中步行姿态,预观控制器利用未来目标ZMP参考值和双足机器人状态计算控制输入,对机器人进行稳定行走控制.最后采用ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真技术对离线步行模式进行仿真验证,仿真结果表明双足机器人虚拟样机可实现稳定行走效果.     

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.     

直纹曲面喷漆机器人喷枪轨迹多目标优化

针对直纹曲面上喷漆机器人的喷枪轨迹多目标优化问题,通过平面喷漆实验,采集各点膜厚数据,运用MATLAB遗传算法工具箱拟合β分布,建立直纹曲面漆膜厚度生长模型.将曲面离散为点集,采用三次B样条曲线拟合生成初始喷枪轨迹.以曲面上各点漆膜厚度均匀和喷涂效率高为目标建立喷枪轨迹多目标优化模型,并采用改进的快速非支配排序遗传算法对该模型求解,获得喷枪轨迹最优解集,最终实现了直纹曲面喷枪轨迹的优化目标.通过实例结果对比验证了该方法的有效性和实用性.     

用虚拟轨迹投影法实现喷涂机器入喷枪轨迹

通过对喷涂机器人离线编程技术、喷枪轨迹实现的关键因素和目前各种CAD软件中通用的STL格式数据文件的研究，将STL数据文件中每个小三角形的法向矢量进行拓展，从而能够动态确定喷枪作业时的喷涂方向，主要介绍了一种基于STL数据文件来实现喷涂机器人喷枪轨迹的方法——虚拟轨迹投影法，并利用VisualC＋＋6．0和OpenGL技术对喷枪轨迹的实现进行仿真，最后以车门为实例进行了验证．     

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。     

基于局部模型的再入滑翔类飞行器轨迹在线调整算法设计

针对再入滑翔类飞行器滑翔过程各种复杂条件不确定以及任务不确定问题，将轨迹离线优化与在线调整相结合，提出了一种基于局部模型的轨迹在线调整算法。该算法利用离线Radau伪谱函数表征飞行轨迹，构建轨迹局部模型，并通过轨迹约束空间离散化形成局部模型集；在线运行过程中，引入模糊聚类思想，设计了一种基于模糊隶属度的局部模型子集构建与更新方法，根据实时飞行状态以及任务约束构建与更新局部模型子集，并采用加权融合方法实现轨迹在线生成。最后，通过仿真分析验证了算法的轨迹生成与在线调整性能。     

一种新的机器人轨迹规划方法

本文针对机器人最小时间轨迹规划问题提出了一种二次规划的优化方法，根据轨迹作预规划，在经基础上用机器人关节速度及驱动务矩的约束条件作修正规划，得到了最小时间轨迹的优化解。该规划方法简单实用，对跟踪路径无特殊要求。     

双足步行机器人在线步态生成与偏航控制策略

针对双足步行机器人的偏航行走需求,提出一种步态生成与偏航行走控制策略,实现步态模式的在线生成与自主偏航行走。其步骤为:首先,基于零力矩点(ZMP)稳定判据,采用线性倒立摆模型和正-逆运动学循环求解算法,建立离线步态生成器;其次,采用预观控制理论,建立用于轨迹跟踪的预观控制器,实现双足步态的在线生成;然后,引入角度系数,运用矢量合成法,根据目标偏航角度,通过回放-纠正方法确定合适的固定系数;最后,采用MATLAB和Adams组成的联合仿真平台,验证方法的有效性。研究结果表明:该方法能利用离线生成的角度,有效减少质心侧向轨迹跟踪误差;通过矢量合成和回放纠正,选取合适的角度系数,实现无偏航步态的在线生成;不需要实时规划参考ZMP轨迹,在保证稳定的前提下,实现15°和30°偏航行走。     

基于插补算法的大型喷浆机器人轨迹规划

针对施工现场及机器人的实际情况，介绍了大型喷浆机器人在自动控制方式下基于插补算法的轨迹规划。实际应用表明，用该方法对机器人进行轨迹规划完全能满足喷浆工艺的要求。     

多机器人装配生产线的构建与仿真

以多机器人装配生产线为研究对象,构建由3台ABB工业机器人与传送带组成的虚拟装配生产线。依据工件的装配工序,通过导入内置工业机器人模型以及（离线）编程,创建多机器人系统仿真I/O信号和动态组件,实现生产线系统的离线编程与仿真模拟。通过虚拟系统的仿真,调试并优化装配过程中机器人的部分作业轨迹和运行姿态。研究表明,所构建的多机器人装配生产线满足实际工作需求,能够在虚拟环境下对生产线的运行轨迹进行预规划;该虚拟仿真系统可以为多机器人生产线的设计与制造提供技术参考与可行性依据。     

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.     

机器人铣削压铸件毛边的方法与实验研究

将机器人用于压铸件产品加工,需要解决软件自动生成加工轨迹,建立一致性的虚拟模型空间与实际模型空间等技术.采用机器人及其末端的标定工具,获得机器人与工作台、机器人与刀架之间的变换矩阵,从而建立虚拟模型空间和实际模型空间的一致性.利用CAM软件生成加工工件的刀具轨迹,通过后处理方法将刀具轨迹转换成机器人加工轨迹.对生成的轨迹点进行转换,形成工件绕刀具平动的虚拟加工轨迹.实验结果表明,与理论加工轨迹相比,实际加工轨迹形成了2mm左右的系统误差,该误差由机器人零位误差和本体几何误差产生,通过缩放工件模型来产生轨迹,可以有效消除系统误差.消除系统误差后的加工精度可以达到±0.1mm,满足压铸件去除毛边的加工要求.     

用虚拟轨迹投影法实现喷涂机器人喷枪轨迹

通过对喷涂机器人离线编程技术、喷枪轨迹实现的关键因素和目前各种CAD软件中通用的STL格式数据文件的研究,将STL数据文件中每个小三角形的法向矢量进行拓展,从而能够动态确定喷枪作业时的喷涂方向,主要介绍了一种基于STL数据文件来实现喷涂机器人喷枪轨迹的方法--虚拟轨迹投影法,并利用Visual C 6.0和OpenGL技术对喷枪轨迹的实现进行仿真,最后以车门为实例进行了验证.     

弧焊机器人离线编程系统的设计与实现

采用Visual C 及OpenGL技术开发了MOTOMAN-UP系列弧焊机器人离线编程系统,介绍了该系统的组成和功能及其设计方法.该系统能对任意马鞍形焊缝规划出焊枪的运动路径与姿态,且按比例同步显示工件;集成了机器人通信模块和运动学仿真模块,并自动导入工件,不仅能单步生成作业指令,而且可自动生成作业文件.通过以太网实现弧焊机器人的远程控制,表明该系统是可行的.     

光纤激光三维切割加工中的机器人离线编程

采用离线编程的方法实现了对6轴机器人的运动路径进行控制.通过对不锈钢盆复杂图案的激光三维切割实验,说明了机器人离线编程在激光切割中的应用过程,指出了离线编程产生误差的因素有:工具坐标、工件建模、离线编程软件及机器人本体误差等,并提出了解决方法.     

油罐内喷漆机器人关节的设计研究

介绍了ＬＸＲ－Ｉ型油罐内喷漆机器人的结构。讨论了该机器人直线伸缩关节的设计特点，给出了惯量匹配、转矩匹配等控制参数的调节计算方法。