面向六关节机器人的位置域控制

多轴联动下的串联多关节工业机器人在空间轨迹运动时,在时间上保证各关节轴单独具有良好的跟踪性能,而由于机械电气的迟滞效应,并不能完全保证理想的轮廓轨迹,这说明各个伺服轴的运动在几何空间中的同步非常重要.针对运动指令与实际位置之间的迟滞所带来的机器人末端轮廓精度不高的问题,本文结合工业机器人现有的运动学和动力学以及传统的PID控制理论,研究了六关节机器人位置域控制算法.将机器人空间轮廓轨迹的控制,通过采用主−从运动关系实时建立的方法,将时域中的各个伺服关节的同步控制方法,变换到位置域的各个伺服关节的主−从跟随的控制方法,在实现位置域的同步控制的同时,引入基于位置域的PD控制,减少了主−从跟随控制的跟随误差,从而整体提高机器人末端的轮廓运动精度.该方法在Linux CNC(Computerized Numerical Control)数控系统上,以某公司HSR-JR605机器人为对象进行了实验,证明采用位置域控制方法对六关节机器人空间运动轨迹精度的提高有积极作用.

六关节机器人位姿精度测量与误差分析

为准确测量机器人位姿精度,指导机器人应用,以六关节机器人为研究对象,基于其D-H运动学参数进行建模,利用激光跟踪仪和Beckhoff EtherCAT控制系统搭建了同步测量试验平台。根据ISO 9283:1998和GB/T 12642-2013,通过单点激光跟踪干涉仪法,测量30个指定位置将测量系统和机器人转换到了一个公共坐标系,选取工作空间测试平面及5个位姿点循环30次精确测量了位姿精度,形成了符合现行标准的有效检验检测方法。对测量数值进行了初步评估,分析出该机器人精度误差主要来源于Z轴方向。

六关节机器人项目化教学及其知识体系重构

项目化教学实施中,不同程度存在理论与实践相脱节现象,教学内容组织的系统性也有所欠缺,致使项目完成之后学生仍无法有效驾驭相关知识与技术。为提升机器人相关专业的项目化教学实效,以六关节机器人的开发为核心,将涉及的知识点加以组织和重构,构建以项目需求为核心的应用型知识体系。将该项目及其知识体系应用于教学,学生不仅从系统角度理解知识的组织结构,而且掌握了这些知识的工程创新,同时也解决了传统教学体系对工程教育专业认证第6-12条毕业要求支撑不足的问题。

空间六自由度多关节机器人连续工作容积仿真的研究

文章以瑞典ABB公司生产的IRB140型小型工业机器人为例,对空间六自由度多关节机器人进行了运动学分析,建立了该类型机器人的运动学模型,提出了空间六自由度多关节机器人连续工作容积的仿真算法,并根据此算法生成了该机器人的连续工作容积图,这对机器人动力学、机器人避障、微机控制和机器人教学等方面的研究有重要的参考价值。

6R机器人工具端的运动学建模及仿真

工业机器人实现加工作业时,工具端沿加工轨迹运动,且要满足加工的位姿要求。为了控制机器人末端工具工作点相对于工件的轨迹和位姿,建立面向工具坐标系的机器人运动学模型对机器人离线编程有重要意义。通过将工具坐标系与机器人连杆坐标系分离,研究针对工具坐标系的机器人运动学正、逆解。提出一种余弦定理结合圆心角定律的机器人空间三点圆弧轨迹规划方法,通过调用OpenGL图形库,进行机器人空间圆弧轨迹运动仿真,验证了算法的正确性,为本研究条件下机器人离线编程打下理论基础。

PUMA机器人运动学逆解新算法

6R串联机器人的逆解求解复杂,使用传统的D-H算法求解该问题计算量大且无法避免奇异点.将PUMA机器人的逆运动学的求解分为位置求解和姿态求解两个过程.首先使用D-H方法进行位置求解得到关节角1 2 3?,?,?,然后使用单位四元数的方法求解出4 5 6?,?,?.最后,在PUMA机器上进行验证,新的方法能够正确求解出所有解析解.对比新方法、D-H方法和倍四元数的方法,新方法较D-H方法速度提高了15%左右.

基于加权优化的机器人逆向运动学求解

逆向运动学求解是实现机器人运动控制的关键问题之一。如何快速准确地确定最优解一直成为国内外研究的热点。为此,对MOTOMAN-MH6机器人逆向运动学的优化问题进行了研究。利用D-H矩阵建立了机器人运动学模型,分析了代数解析法的求解过程,得到了多重完整逆解。结合机器人的结构特点和实际需求,提出了加权"最短行程"准则,给定了权重函数的表达式,确定了逆向运动学的最优解。最后,通过机器人三维仿真系统以及试验对选取的最优解进行验证,仿真结果与试验结果验证了研究方法的正确性。

基于BP神经网络的机器人逆运动学新算法

以瑞典ABB公司生产的IRB140型小型工业机器人为例，对空间六自由度多关节机器人进行了运动学分析，建立了该类型机器人的运动学模型，并提出了一种基于BP神经网络改进算法的机器人逆运动学的求解方法。对IRB140型机器人的仿真研究表明，用此改进的BP神经网络算法反解机器人运动学不仅求解过程简单，学习收敛速度快，还可以避免传统反解方法中的许多棘手问题。

基于工业机器人的液压支架导向套柔性制造系统

自动化技术在小批量多品种的产品制造中,存在兼容难、换产时间长、人工干预多等问题,导致生产线难以高效率运行。设计的柔性制造系统,在充分分析了导向套不同结构、不同规格的基础上,以一套六关节机器人和行走地轨作为物流搬运设备,同时负责3台数控设备、自动辊道上料设备、自动堆垛下料设备、翻转机构、打标机构及抽检机构的上下料,并通过使用机器人双工位卡爪、机床六爪卡盘、自动刀补等卡具及技术,实现了一键换产,极大提高了制造系统的柔性。

阀套C7-3智能生产线的加工研究

随着智能制造技术的不断发展,生产企业以减人工、提效率、高效率的智能装备来改良生产线。阀套C7-3要求圆柱度为0.003 mm,由于其零件精度高、加工难度大的特点,选用BOCHI VMC850L车铣复合加工中心,采用内撑软爪装夹配合六关节机器人手臂完成阀套C7-3零件数控车和数控铣的加工。在加工实践中,六关节机器人上下料、物料搬运及协同机械加工产品,较好地实现了自动化加工方式的应用,提高了效率和生产力,进一步提升了产品质量。

冲压自动化

ABB拥有整套冲压自动化解决方案。作为全球唯一能同时提供摆臂机械手和通用六关节轴机器人两种完整方案的供应商，ABB能够满足汽车冲压车间的全部需求。