工业机器人奇异位形的探讨与分析

随着科技的进步,从三轴工业机器人到六轴工业机器人,在企业中工业机器人得到大量的运用,工业机器人具有高度的灵活性和平稳性,但工业机器人在使用时候有一共同问题,机器人奇异位报警,以六轴工业机器人为研究对象,使用了Jacobian矩阵分析奇异位产生的原因,然后给出了一些在操作中解决问题的方法,这样对于初学者掌握工业机器人的操作有较大的帮助。     

基于Matlab的开放式六自由度机器人控制系统研究

针对工业机器人控制系统算法封闭的现状,自主设计了一套基于Matlab的开放式六自由度机器人实时控制系统,采用模块化分布式的控制方式,上、下位机以CAN总线进行实时通信,上位机运用基于模型设计的流程进行机器人控制器的开发;下位机以DSP为主控制器,设计6个机器人关节驱动器.控制系统将机器人正运动学、逆运动学、轨迹规划以及通信算法全都融入其中,并且本开放式平台将系统仿真、研发设计、功能测试等环节都统一在Matlab环境中,提高了开发效率.通过仿真和试验验证,该平台能够较好地控制六自由度机器人,具有实时控制、实时监测的功能,并兼具良好的开放性能.     

基于VC++与PMAC的机器人控制软件的开发

以IPC+DSP作为六自由度工业机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(ProgrammableMulti-Axis Controller)的开放式机器人控制系统.采用Visual C++编制控制程序,将机器人系统中管理、控制功能的实现分为若干个模块,负责底层伺服驱动的函数利用PMAC运动语言编写,可直接调用.整个控制软件能完成数据及运动状态显示、伺服驱动、机器人路径规划及定位等任务.实践证明该机器人控制系统运行平稳.     

以关节包覆为核心的六轴机器人防护服设计

国内工业机器人防护服一般参照人体服装的设计方法,即基于机器人的躯干包覆,结合设计师的个人经验加入运动补偿量,属于"一机一版"的设计模式,缺乏理论支撑,因此设计不具有拓展性。提出以主要运动关节的基本包覆及其连杆部分的运动补偿为核心的机器人防护服设计理论。以典型六轴机器人为例,对于防护服主要涉及的"肩"和"臂"关节(即二轴和三轴)以6面体包覆,并双向设置静态松量,推演了版型设计及松量计算式。通过设计制作六轴机器人模型及其防护服,检验和修正所提出的机器人防护服设计理论。研究结果表明,该设计理论不仅使机器人防护服设计具有拓展性,而且使自动化版型设计成为可能。     

J形坡口焊接机器人运动控制系统设计

核电压力容器的焊接制造中,半球形封头与圆管相贯形成空间曲线J形坡口焊缝,通用焊接机器人难以满足焊接要求.针对研发的悬挂式J形坡口专用焊接机器人,设计开发了机器人运动控制系统.介绍了机器人机械结构特点及运动控制算法.机器人控制系统核心采用工业控制计算机(IPC)与DMC数字运动控制器,交流伺服电机为执行端,利用三级控制结构实现作业管理,组织各轴协同运动完成焊接作业.进行了空间曲线J形坡口焊缝焊接实验.实验结果表明,设计开发的运动控制系统能够很好地控制机器人各轴协同运动,满足空间曲线J形坡口焊缝的焊接需求,可以提高核电压力容器焊接制造的自动化水平.     

基于SERCOS-Ⅲ的工业机器人控制器设计

针对基于实时以太网的模块化、开放式工业机器人控制系统开发技术进行了研究,提出了基于SERCOS-Ⅲ实时以太网的工业机器人控制器软硬件体系架构,其中硬件设计以ARM cortex A8嵌入式处理器为机器人控制器的核心CPU,在其上搭建通用通信模块comX100-CA-RE作为SERCOS-Ⅲ的通讯主站;在软件设计方面,完成了comX通信模块在RT-Linux下的驱动程序开发,实现主、从站之间的实时通信,并完成了工业机器人的点动控制.将上述控制系统在多轴运动控制平台上进行了物理实验,其结果表明了所开发控制系统的有效性.     

卫生陶瓷施釉机器人控制系统硬件组态

结合生产实际工况,针对一种施釉专用机器人,以PLCCPU、多轴运控模块、工业触摸屏为核心构建卫生陶瓷施釉机器人控制系统硬件平台,介绍了机器人控制系统硬件结构组态和通讯连接方式。     

卫生陶瓷施釉机器人控制系统硬件组态

结合生产实际工况,针对一种施釉专用机器人,以PLCCPU、多轴运控模块、工业触摸屏为核心构建卫生陶瓷施釉机器人控制系统硬件平台,介绍了机器人控制系统硬件结构组态和通讯连接方式。     

可控变胞码垛机器人控制系统设计及实验

为了提高变胞式工业机器人在实际工业生产中的效率以及稳定性,基于可控变胞码垛机器人设计了一种新型的码垛路径运行方式,对其进行运动学仿真并设计了相应的控制系统.其中控制系统采用"运动控制卡+工控机"的上下位机控制模式,使用闭环步进电机及驱动器组成机器人的运动系统,使用光电开关、气动插销及电磁离合器等硬件组成变胞动作执行系统,引入电机脉冲补偿值以减少变胞前后的运动误差.提出新型码垛路径的实现方法,并搭建机器人控制系统,以6 kg负载进行实验,测试结果显示理论位移与实测位移之间的误差不超过0.6 mm.研究表明该控制系统运行安全可靠,能够满足可控变胞码垛机器人的控制要求,同时也为变胞式工业机器人的控制系统设计提供了参考.     

基于PLC的SCARA码垛机器人控制系统

设计了以西门子S7-200 PLC为控制器的新型工业码垛机器人控制系统。系统采用西门子Smart系列触摸屏作为人机交互界面,结合西门子EM253定位模块和SINAMICS V80伺服驱动系统,精确实现码垛机器人的位置控制。完成了控制系统软件部分的主程序、手动模式与自动模式程序编写以及人机交互界面的设计。该控制系统具有成本低廉、安全性和稳定性高以及硬件系统结构紧凑等特点。     

基于MATLAB的机器人逆运动学研究

在进行工业机器人仿真建模过程中需要对机器人逆运动学进行求解,本文利用MATLAB Robotics工具箱对KUKA KR360/1六轴工业机器人进行逆运动学建模,并将模型所得结果与KUKA机器人所测数据进行对比,用以验证模型的正确性.并对Robotics工具箱算法进行修改,最终得出具有实际应用价值的模型.     

基于机器视觉的工业机器人分拣实验平台设计

为提高机械电子等专业学生的实训质量,设计了基于机器视觉的工业机器人分拣实验平台.平台包括上位机、机器视觉、机器人和气动系统共4个子系统,涉及图像目标识别与定位、图像坐标系与机器人坐标系的转换、吸盘控制系统设计等关键技术,并设计了6组创新型实训项目.通过该实验平台,学生可以进行图像采集与处理、机器人控制以及上位机软件开发...     

基于DSP的大功率多轴控制系统

针对一般特种机器人的功能特性和作业特点,建立了基于TMS320F2812和高电流PN半桥驱动芯片BTS7960的大功率多轴控制系统,并对控制系统的驱动电路、电流采样电路、位置检测模块、CAN总线通信电路等进行了分模块设计.设计过程中充分利用TMS320F2812的片上资源,提高了机器人控制系统的稳定性和可靠性,减少了控制系统的体积和功耗.在机器人控制系统软件设计方面,利用C语言完成了主程序及相关中断子程序的编写.通过相应的电机控制实验,对DSP(digital signal processor)大功率多轴控制器进行了功能测试.测试结果表明,该系统性能可靠、集成度高,能够很好地满足一般特种机器人的控制要求.     

基于VB的教学型手臂机器人设计

机器人已代替人类广泛应用于现代工业的流水线生产过程中.介绍了教学型手臂机器人设计的总体方案,以及其结构和控制系统的设计.采用VisualBasic可视化语言进行程序设计,界面简单,易操作.采用计算机控制技术,设计了教学型手臂机器人控制系统.     

基于焊接机器人的自动化控制系统的设计

焊接机器人是一种专门从事焊接的工业机器人,是可编程的自动化控制操作机,由于其特殊的用途,降低了对工人技术的要求等特点,广泛应用于汽车焊接及其零部件生产中。控制系统是机器人极其重要的组成部分,通过对硬件、软件的研究与设计,构建了焊接机器人控制系统,通过测试与试运行,完全符合特定产品工业生产的需要。     

关节型机器人虚拟安全空间研究

为提高工业机器人安全性,分析和研究了六轴关节式机器人Denavit-Hartenberg(D-H)模型,针对关节式机器人的安全问题提出了相应的保护策略.着重介绍了笛卡尔坐标系下虚拟安全空间的设置和表示方法,并提出了改进的碰撞测试算法.该方法以AABB包围盒方法为基础分离不可能碰撞物体,利用虚拟安全空间特点提出了在AABB方法不能判别区域进行狭义测试的方法,能够满足机器人安全空间检测的精度和快速性要求.最后介绍了应用该方法的安全控制器的设计与实现.     

仿生机器人步态规划与控制系统设计

文章分析了六足仿生机器人典型直线行走步态和定点转弯步态,给出了不同步态下的机器人落足点的位置矢量表达式.根据六足步行机器人的机械结构和关节运动的协调性、准确性的控制要求,确定六足仿生机器人控制系统的设计,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,通过测试,验证了整体设计方案的正确性和可靠性.     

六自由度串联工业机器人运动学标定与实验研究

为了提高机器人的绝对定位精度,以RB08型六自由度串联工业机器人为研究对象,在修正Denavit-Hartenberg(D-H)运动学理论的基础上加入减速比和耦合系数建立新的运动学模型,通过机器人末端法兰盘中心的空间位置误差推导出机器人参数误差模型;运用Levenberg-Marquardt算法辨识出误差模型中的误差参数并补偿至机器人控制系统,利用激光跟踪仪设计标定实验,验证标定算法的可行性和准确性。结果表明,标定后机器人末端工具中心点的平均位置准确度提高了80.2%,平均距离准确度提高了74.55%。     

工业机器人的开发与应用

本文在概述了国外机器人工业兴起与迅速发展的形势以及国内业已形成一支工业机器人的理论研究、设计与制造的技术力量后,具体就机器人的分类和日本的Motoman工业机器人的结构与原理,讨论了采用工业机器人现实性、经济效益和社会效益,并对工业机器人的开发与应用提出了设想。     

湿吸仿生爬壁机器人分层控制系统

湿吸原理的六足机器人具有结构相对复杂,控制输出多,动作协调困难等特点.基于仿生学原理,提出一种基于这种爬壁机器人的多层控制系统,提出系统设计方案,并对系统设计进行实验验证.根据Saridis的分级递阶智能控制思想理论,结合实际控制要求,提出了适合湿吸仿生爬壁机器人的独特的分层控制系统,并且从控制理论的角度详细介绍了该类系统各层次的设计要求及实现方法.实验结果表明,该控制系统设计不仅能够满足机器人爬壁行走的控制要求,而且能控制机器人肢节末端良好的与壁面接触,节律运动执行速度快,多层次模块化的设计有利于控制系统的进一步扩展.