基于特征基面的制造特征自动识别的研究

在分析了零件制造特征面的特性和实际加工过程中相交特征之间的约束关系,研究基于特征基面的制造特征自动识别算法。该算法首先建立零件的属性邻接图,其次根据特征基面来判定它是否存在相交特征子图。如果存在特征相交,则通过添加虚连接来弥补由于特征相交所丢失的边和面,实现相交特征子图的分离,最后根据特征基面的边界信息来识别出制造特征。结果表明该算法能够确定相交特征的识别顺序,高效的分离出适当特征子图,进而正确的识别出制造特征。

基于STEP-NC的相交特征识别技术

为有效识别2.5维相交特征,提出一种新的基于图和痕迹的相交特征识别算法。该算法首先对零件模型进行处理,提取加工特征面,识别时只考虑加工特征面,降低了零件图的搜索空间且不影响特征识别的正确率;通过建立相交特征拆分因子队列,并采用自动计算和交互式相结合的方式确定最优依赖特征面,能够比较准确地分离相交特征;根据特征基面对STEP-NC定义的制造特征进行编码,相对于子图匹配和规则匹配,该方法能够快速和有效地匹配特征。通过具体实例验证了算法的有效性和可行性。

基于LabVIEW的控制系统设计与仿真

介绍了以LabView为软件平台,运用LabView功能强大的工具包,设计编写控制工程基础课程的实验程序。将LabView用于分析经典控制理论中控制系统的PID校正以及根轨迹的绘制。实践表明,虚拟仪器环境下对自动控制系统进行分析与综合具有界面友好,实现方便等优点,同时体现了虚拟仪器软件强大的数据处理能力和便捷的图形化编程的方法。

双机器人紧协调焊接路径规划与离线编程

研究双机器人紧协调路径规划技术,基于平面投影策略结合双机器人运动耦合关系得到主、从机器人末端法兰的位置与姿态信息。根据机器人运动学,分别计算出主、从机器人的各轴回转量,进而实现机器人运动控制。将提出的路径规划策略集成到自主研发的离线编程软件InteRobot中,结合三通件交接处的焊接需求,制定了双机器人协调焊接方案,完成了双机器人协调焊接的路径规划,实现了对双机器人焊接过程的虚拟仿真。为了验证文中提出的焊接方案,搭建了由华数机器人HSR-JH605和HSR-JR605组成的双机器人焊接工作站。在实际焊接加工过程中,证实了该方案能够满足三通件的焊接要求。

基于Q-Learning的变阻抗控制

针对机器人力控磨抛系统在作业时与不确定环境接触的接触力控制问题,提出了一种基于Q-Learning的变阻抗控制算法。首先,根据获取的系统输入检查Q函数的迭代评估控制策略并沿Q函数的梯度更新参数集至收敛,获得近似Q函数;然后,对近似Q函数求导得到最佳的阻尼系数;最后,通过阻抗控制调整力控打磨平台,从而对接触力进行实时准确控制。仿真实验表明,基于Q-Learning的变阻抗控制算法具有响应速度快、超调量低和稳定性好等特点,此外对于环境变化能快速调整适应并对期望接触力进行准确跟踪,可以有效提高机器人力控磨抛系统的接触力控制性能。

关于机器人焊接路径规划优化的研究

焊枪与焊缝相对位置关系以及机器人运动平稳性直接决定焊缝质量,论文采用变位机调整焊枪与焊缝相对位置,并且通过建立机器人运动平稳性函数优化机器人运动平稳性,综合焊接位置,机器人位置建立综合目标优化函数进行焊接路径的优化。采集的数据显示在焊枪与焊缝在最优位置附近的情况下,机器人运动平稳性有着显著提高。结果表明,基于粒子群算法对焊接路径进行优化操作能够提高机器人加工过程的平稳性,可以提高焊缝质量。

基于改进PSO的模糊PID打磨末端执行器控制系统

针对工业机器人进行接触式打磨作业时打磨工具与工件的打磨力的要求,提出了一种基于改进粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)的模糊PID控制的打磨末端执行器控制方法。通过结合改进PSO算法,智能优化整定传统PID控制器的控制参数K;、K;、K;初值,再通过模糊控制器在线调整PID参数。采用MATLAB/Simulink组件建立基于改进PSO的模糊PID控制系统仿真模型。最后,搭建基于Codesys的力控打磨末端执行器实验平台,对打磨末端执行器输出的打磨力进行实验验证。仿真和实验结果表明,通过基于改进粒子群算法的模糊PID控制可实现对打磨末端执行器的控制,具有较好的控制精度以及稳定性。

工业机器人时间-冲击最优轨迹规划

提出了一种基于改进遗传算法的时间-冲击最优轨迹规划算法,所提算法采用五次多项式插值方法对轨迹规划进行连续性控制,并引入海明距离和欧氏距离对遗传算法的交叉和变异策略进行改进。仿真结果表明,所提算法性能更优,能够更好地规划出时间-冲击最优轨迹。

一种基于动态外部TCP的工业机器人磨抛方法

在分析了复杂工件在工业机器人的磨抛应用情况之后,提出了一种基于动态外部TCP的工业机器人磨抛方法。以门把手作为研究对象,首先运用基于曲率的截面算法对门把手进行磨抛路径规划,求得轨迹离散点。其次根据截面截线在不同离散点的平均曲率、曲率半径求解出各点所对应的外部TCP。然后建立磨抛机器人基坐标系,根据规划的工件磨抛轨迹以DH算法求出机器人末端运行轨迹,再根据轨迹离散点与动态外部TCP的位姿转换关系求得实际机器人末端运行轨迹。最后采用Inte Robot离线编程软件仿真实验平台进行仿真验证,实验结果表明动态外部TCP算法可以达到较好的门把手打磨效果。

一种双工业机器人协同加工的轨迹规划方法

通过建立空间虚拟工件坐标系,分别得到两机器人到工件坐标系的转换矩阵,从而使两机器人基座标系之间建立联系,标定出两机器人基座标系之间的相对位姿关系。在此基础上,提出一种双机器人离线轨迹生成方法,对三通类型工件生成离线协同程序,并使焊枪在机器人变位过程中始终处于最佳焊接角度。该算法在华数焊接机器人JH-605与JR-605上进行了实验,验证结果表明了算法的可行性与有效性。

动态环境下的机器人平滑自适应变阻抗控制

针对磨抛任务中的机器人柔顺恒力控制问题,提出一种动态环境下基于位置的平滑自适应阻抗控制方法。首先研究了机器人磨抛任务空间转换接触力变化过程,使用自抗扰控制中的微分跟踪器来安排过渡过程,使期望力缓慢释放,以减小接触力冲击。然后针对磨抛任务中环境位置不确定性的问题,建立自适应阻抗模型,根据接触力的变化进行自适应调整阻抗参数,实现位置的自适应补偿,并对自适应变阻抗的稳定性进行证明。最后,通过对已有的自适应变阻抗控制方法和所提出的平滑自适应变阻抗控制进行仿真实验对比,并对所提出的平滑自适应变阻抗控制进行实机验证。实验结果表明,平滑自适应阻抗控制方法能够有效地减小力超调,达到更好的力跟踪效果,提高系统的稳定性和鲁棒性。