基于RobotStudio的码垛机器人智能工作站仿真的探究

在一些工业领域当中,为了能够良好地将货物存放或者放置到指定位置堆叠,需要进行码垛,然而传统码垛工作主要由人工执行,那么随着货物重量、搬运要求的增长与变化,人工因为自身能力所限,无法满足码垛需求,此时为了能够良好地进行码垛工作,就需要采用码垛机器人来进行作业。本文主要在RobotStudio基础上,对码垛机器人以及智能工作站进行分析。     

ABB工业机器人模拟码垛的实现

制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基,中国政府为实施制造强国战略提出了《中国制造2025》,工业机器人是实施这个计划的重要装备之一,许多职业学校都陆续开设了工业机器人专业。机器人码垛是工业机器人使用中很广泛的应用,为方便学习,提高效率,降低成本,可以在RobotStudio环境中利用Smart组件实现ABB工业机器人模拟码垛。     

基于轨迹约束的码垛机器人动力学分析及控制

针对码垛机器人动力学分析及控制问题,文章提出了一种基于轨迹约束的动力学建模和求解新方法,在求解的过程中避免了引入拉格朗日乘子等额外参数。将码垛机器人结构简化为平面闭链四连杆机构,建立平面二自由度无约束动力学模型,再以码垛机器人的目标轨迹作为系统约束,得到系统的约束动力学方程,该约束力即驱动机器人完成目标轨迹的驱动力,从而实现了机器人基于轨迹的动力学控制。通过Matlab仿真分析证明了该方法用于码垛机器人动力学分析与控制的有效性。     

基于ABB机器人工作站的码垛工艺实现方法

在ABB机器人工作站基础上,研究码垛工艺普通功能实现法、码垛工艺计时功能实现法、码垛工艺样式选择实现法等三类码垛工艺实现方法,并通过RBF神经网络对其进行轨迹优化,从而提高其轨迹准确性。通过对码垛工艺实现方法的研究,能够有效地提高码垛工艺轨迹的稳定性与效率。     

基于自适应模拟退火遗传算法的码垛次序规划方法

为优化直角坐标码垛机器人码垛次序,节省码垛时间,针对空间中不同类型的物料箱分散堆放与随机选取堆垛位置对拆垛堆垛作业的影响,以拆垛顺序、堆垛顺序、堆垛区域为决策变量,以整个拆垛和堆垛过程总路径最短为目标,构建了物料箱选择与堆垛位置分配的数学模型。将模拟退火算法与遗传算法进行结合改进,设计了基于自适应模拟退火遗传算法的双层启发式算法,对模型进行同步优化,并通过104个物料箱的算例仿真,得到了一组最优的码垛次序。仿真结果表明,与一组随机的码垛次序相比,对物料箱进行选择并对堆垛位置进行分配可以有效缩短工作路径,节省工作时间,模型与算法可行有效。     

多机器人多工位码垛系统的实现与优化

本文主要介绍了一个柔性生产线多机器人多码垛位的应用实例。系统同时采用2台码垛机器人、4个码垛位完成柔性生产线末端码垛任务。系统中由PLC完成过程控制、机器人通信工作,由上住机完成信息处理及目标码垛位的分配。文中详细介绍了竞争算法实现码垛位分配原则,该算法简洁,易实现,易调试。实际应用表明系统调试方便,运行稳定。     

码垛机器人视觉系统设计

阐述了视觉系统的概念、组成、结构及其原理,并以码垛机器人在鞋材涂胶中的应用为例,验证了增加视觉系统后,码垛机器人提高了生产效率和作业精度.     

采煤机滚筒齿座焊接定位机器人路径规划

目的 采煤机螺旋滚筒齿座智能焊接定位系统中,机器人路径规划可使机器人按预定的路线运行,提高机器人的工作效率和工作稳定性。方法 采用直线规划和圆弧规划对机器人的运动路径进行规划,将规划好的路径编写成代码,并用软件RobotStudio进行仿真,验证路径规划的可行性。结果 对机器人的路径规划合理,布齿机器人和点焊机器人能够避开障碍物,准确、快速完成齿座智能焊接定位,工作平稳。结论 用时比原来少8 min,提高了工作效率,功率节约了0.95 kW左右,总能量节约0.1 kJ左右,达到预期效果。     

欠驱动式外骨骼手指康复机器人的设计和仿真

本文提出一种新的基于脑电信号控制的外骨骼手指康复机器人系统,该系统主要由外骨骼手指康复机器人、脑电信号系统(EEG)、肌电信号系统(EMG)、人机交互系统、电机控制单元、相关传感器和工作站组成.患者通过外界的视觉刺激产生脑电信号,工作站经过对这些信号采集和处理后传递给电机控制单元控制,并驱动电机实现穿戴在患者手上的外骨骼手指机器人运动,辅助其完成康复训练.该机器人主要采用欠驱动的方式,由安装在手背处的电机带动同步齿形带传动机构实现机器的三个关节的弯曲和伸展运动.文章主要利用UG软件对手指机器人进行设计和ADAMS软件进行运动仿真.根据机器人运动轨迹和机器人末端的运动参数曲线可以看出该手指机器人具有运动平稳,不存在运动死点等特点,且机器人能满足人体手指的运动要求,符合人体工学的设计特点,仿真实验证明能够辅助患者进行重复性康复训练.     

图形信息与机器人轨迹控制的研究

为解决机器人在复杂路径作业时的离线编程,提出了用仿真结果提取机器人运动方程逆解的方法。首先以AutoCAD平台提取作业路径各控制点信息,运用ADAMS平台对机器人进行运动仿真。然后通过仿真结果导出机器人各关节的转角函数,并利用关节转角函数产生机器人的控制程序。最后用MOTOMAN-UP6机器人和相关软件完成了机器人切割作业的模拟实验,并通过实验证明了上述的观点和方法适用于目前各种工业机器人的离线编程。     

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...     

基于多项式拟合插值函数的码垛机器人轨迹规划

以四自由度码垛机器人为研究对象,基于关节空间提出一种新型多项式拟合插值的运动轨迹规划方法。该方法不仅能够保证其速度、加速度甚至冲击有界且连续,还可得到不同限制条件下机器人最短执行时间;同时根据码垛机器人的特殊结构和特定运动模式,基于机器人末端运行路径实现了对关节运动过程的进一步合并优化,使得编程控制简单化。基于MATLAB软件对拟合曲线实现了仿真,分析对比了对称型及非对称型拟合曲线各自的性能。最后,在TRIO Motion Perfect软件环境下实现了码垛机器人实验运动控制。结果表明,该运动轨迹规划方法准确可行且工作效率高。     

四自由度码垛机器人小臂的静态分析与轻量化设计

研究基于UG/ANSYS的四自由度码垛机器人小臂结构优化设计。以某型四自由度码垛机器人为研究对象,借助UG软件完成腰部、腕部及臂部等零部件三维建模并装配。计算小臂水平位置的受力状态,利用ANSYS软件进行静力学分析及改进。仿真结果表明,在质量减轻3.1%情况下,小臂最大应力、最大等效应变均比优化前有所减小且不会出现断裂及弯曲变形,轻量化效果较为显著。     

基于Petri网的高速机器人果奶包装生产线设计方法

针对国内饮料行业产品包装生产线升级换代的问题,提出了一种以高速搬运机器人为核心的新型果奶包装生产线设计方法.首先,基于果奶包装生产线的工艺分析,提出用机器人代替人工的新型生产线布局形式;其次,利用Petri网技术建立了该生产线模型,并基于不变量的方法分析了生产线系统的可达性、安全性、无死锁性;最后,在实验测得各个工作站作业时间的基础上,利用EM-Plant软件对生产线进行了仿真.分析和仿真结果表明,采用机器人的新型果奶包装生产线方案可行且有效.     

剥离去污机器人作业方式研究与仿真分析

在核设施退役工程中,由于作业环境比较恶劣,机械剥离去污作业只能由技术人员通过遥操作机器人完成,作业过程对人依赖程度大、效率低、可靠性不高。针对这一问题提出机器人采用遥操作和自主作业相结合的剥离去污作业方式,实现其局部自主作业能力,降低对操作人员的依赖程度、提高作业效率和作业质量。通过对剥离去污机器人机械剥离作业的仿真分析,验证了采用遥操作和自主作业相结合的混合作业方式的可行性和有效性。首先,分析了Brokk50机械臂本体结构和运动学特性,对其抽象简化构建机器人模型D-H坐标系;然后,以MATLAB为仿真工具建立了机械臂的仿真模型,在不计算机械臂运动学正解的情况下快速仿真得到机器人的作业空间;最后,对机器人剥离去污作业进行了轨迹规划仿真分析,采用关节空间和直角坐标空间相结合的轨迹规划方法,满足了机械剥离去污作业对作业精度的要求,并提高了作业效率。     

重载码垛机器人法向动态静力学分析

针对高速重载码垛机器人运行中产生法向抖动的问题,提出了一种计算机器人动态法向位移的数学方法.分析了各个关节的法向受力,建立了机器人臂部机构的力学模型,应用虚功原理和叠加原理求解了机器人末端的动态法向位移,确定了机器人臂部机构的薄弱环节,运用Matlab软件进行了理论计算,其结果反映了动态法向位移随机器人运动指令的变化.使用ANSYS软件进行了仿真分析,得到了臂部机构薄弱环节的变形云图,与理论计算结果基本相符.本方法可以作为码垛机器人关键零部件的设计的理论依据.     

四自由度码垛机器人性能优化方法

码垛机器人是自动化车间最常用的工业机器人之一，合理的现场布置方案和控制方法可以有效地提升码垛机器人的运行性能，提高生产效率。本文主要从基于最优路径的现场布置方法和基于平均速度的控制逻辑两个方面对四自由度码垛机器人性能优化方法进行了研究。     

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。     

基于弹性动力学仿真的码垛机器人动态优化

为提升码垛机器人全域动态性能,将有限元建模、弹性动力仿真、性能指标评价和尺寸寻优过程集成于Matlab下,实现自动尺寸优化.选取杆状零件的20项关键尺寸参数作为设计变量,构建有限元模型,在典型码垛过程中进行弹性动力仿真.综合提高基频、降低关节转矩和提升末端定位精度的设计要求,定义优化目标函数.借鉴梯度寻优思想,优化设计参数.优化后,机器人全域关节转矩均方根值由97.6kN·m降至81.9kN·m,全域基频均值由6.983Hz增至7.506Hz,全域定位误差均值由2.424mm降至2.119mm.结果表明通过优化码垛机器人杆件尺寸可有效提升系统全域动态性能.     

反刍式教学法在工业机器人仿真教学中的运用效果

ABB工业机器人仿真课程是中职学校工业机器人技术应用专业必修的核心课程。在该门课程的实际教学当中,笔者采用的是RobotStudio离线编程教学软件,同时运用了反刍式教学法,并结合当代中职工业机器人技术应用专业学生特点和ABB工业机器人仿真课程的特点与课程要求,不断进行着教学方法方面的探究和研究,并取得了一定的教学效果。