移动双臂机械手系统协调操作的视觉伺服技术

本文利用双目泛倾斜变焦摄像机(pan-tilt-zoom,PTZ)像机,实现移动双臂机械手系统的视觉伺服协调操作,重点研究室内复杂环境和光照变化情况下目标物体的检测、识别和定位问题.首先,提出了色调、饱和度、亮度颜色模型(hue-saturation-value,HSV)空间下图像分割的改进算法,通过阈值更新和外接矩形改善分割结果,提高检测算法对环境光照变化的适应性;然后,基于Hu不变矩,利用物体形状特征,对检测得到的物体加以识别:在此基础上,利用摄像机投影矩阵,计算目标物体的空间坐标,实现其定位测量:最后,在实验室平台上,通过模拟双臂倒水操作,验证提出的图像处理和分析算法以及视觉伺服协调操作方案的有效性.实验结果表明移动双臂机械手系统能够成功完成倒水动作的协调操作.

双臂机械手干涉区的分析

本文在考虑构件形状和尺寸的条件下,提出了当双臂机械手在三维空间实现各自预定轨迹时判别干涉区的方法.以构件的简化模型建立起确定干涉区的模型和准则.本文所提出的方法适用于具有转动副和移动副的一般双臂机械手的干涉区分析.最后给出了一个数字例.

双臂机械手工作空间

双臂机械手与单臂机械手比较,能较好地完成装配和搬运重物等工作。当双臂机械手搬运物体从一个位置到另一个位置时,机架、两个臂和被夹持物体构成一个封闭系统。双臂机械手的运动将受到两手部夹持器与被夹持物体之间相对位置和姿态的影响。本文提出了确定双臂机械手搬运物体时的工作空间的方法。建立了数学模型和约束方程;提出了优化的目标函数和设计变量。在文中还研究了确定双臂机械手公共工作空间的方法。导出了双臂机械手公共工作空间的边界轮廓方程,最后给出一个数字实例来说明。

广义螺旋副双臂机械手的动力学分析

本文对广义螺旋副双臂机械手的树形结构系统有向图进行研究,导出了该机械手以广义坐标表出的矩阵形式表述的动力规律。

超大型同步双臂机械手

日本クタ-精机公司为满足汽车生产企业生产大型塑料制件的需求，例如：保险杆、仪表板等。成功研发超大型同步双臂机械手“SYX．2000”。超大型同步双臂机械手“SYX-2000”的主要特点是：1）首先该机械手主要适用注射机锁模力为1600～2500t大型注射成型机使用；2）机械手采用同步双臂控制取出制品。

双臂吊装机械手机构设计

为提高某锰电解厂电解工艺生产效率,改善工人劳动环境,设计了具有双臂独立运动的吊装机械手。首先对生产工艺要求进行分析,因其垂直工作行程较大,为了避免螺杆行程过长造成运动不稳,选择五杆缩放机构作为机械臂。确定了机械臂夹持端的工作范围,计算了各种位姿下机械臂各杆的长度和机械臂可能达到的最高点,并计算了各主要杆件的弯矩。由于该五杆机构采用缩放方式来放大机械臂末端的行程,巧妙避开了可能因工作垂直行程大造成的机构运动不稳定和空间不足等问题。

双臂协调机械手动力学建模的新方法

由于某种既定任务而产生的约束关系的存在,使得双臂协调机械手的动力学特性表现出高度的非线性和耦合性。因此,利用传统的拉格朗日方程建立其动力学模型显得困难重重。针对平面双臂协调搬运机械手的动力学建模问题,基于传统的拉格朗日方程给出并证明了平面多杆机械手动力学方程的一般表达式。然后利用上述表达式,并基于分析力学界著名的Udwadia-Kalaba方程的建模思想,获得双臂协调机械手在预定轨迹下各杆所需附加力矩的解析表达式及系统的动力学方程,克服了传统拉格朗日方程需借助拉格朗日乘子获得动力学方程的缺点。双臂协调机械手的关节角变化规律和被搬运物体轨迹的数值仿真结果证明所建立的动力学方程符合实际情况。

桌面机械手双臂协作试验研究

针对一些工业机器人在较小的工作空间,且对机器人精度要求不高的应用场合,设计使用小尺寸和低成本的桌面机械手代替工业级机械手进行作业任务,同时用两台桌面机械手组成的双臂机械手进行协作完成任务。以桌面机械手双臂为研究对象,采用D-H法对机械手双臂进行建模并进行运动学分析。在运动学基础上结合蒙特-卡罗法求解双臂工作空间,同时对桌面机械手的运动路径进行轨迹规划,并对双臂协作任务进行实验分析。结果表明:桌面机械手可以进行小物品平稳搬运。

一种双臂打磨机械手设计

针对人工除锈这一问题,结合人体双臂协调特性,基于作业需求及相关参数要求,设计了一种仿人双臂机械手,其主要包括大臂、小臂和手部等主要组成部分,通过电机和气压驱动可实现铁皮打磨的规定动作,如侧摆、升降、旋转等主要动作。求解了机械臂的作业流程,基于D-H算法求解双臂机械手的运动学方程。对机械手的控制系统进行设计,求解西门子PLC的I/O分配表及梯形图,并对其控制系统进行仿真,取得了理想的效果,为双臂机械手的设计提供了参考。

一种换刀机械手卡爪夹紧机构的设计

运用优化设计的方法 ,设计了一种应用于立卧两用换刀场合的机械手卡爪机构。该机构结构简单、机构紧凑、可靠性高 。

带驻留约束的双臂集束型设备群的调度方法

为提高集束型设备群的生产效率,在考虑加工不同种类晶圆条件下,研究带驻留约束的双臂集束型设备群的建模与调度问题.提出虚拟缓冲模块概念,引入时间区间集来描述系统的运行状态,并以此建立调度问题的非线性规划模型;结合数学模型,提出一种以时间区间集为核心的基于虚拟缓冲模块概念和交换策略的调度算法;对所提出的算法进行了仿真分析.结果表明:所构建的算法运行时间短,调度1个Lot数量的晶圆仅仅需要0.5 s左右,响应时间快;与研究问题域的下界比较,算法的结果接近下界;当设备因子大于5时,周期延长率R已经全部小于0.05,取得了较好的调度效果,表明算法是可行且有效的.

含驻留约束和重入的双臂集束型设备调度方法

为了有效解决双臂集束型设备调度过程中的驻留约束和重入问题,采用虚拟化方法将双臂机械手转化为一个单臂机械手和一个虚拟缓冲模块,定义了晶圆投放策略,建立了调度问题的非线性规划模型.在此基础上,结合所建数学模型提出了一种基于搜索的启发式算法,并对其进行仿真分析.结果表明,所提出的算法是可行且有效的.

排烟管拧螺钉装配生产线设计与应用

抽油烟机是一种净化厨房环境的家电,已被广泛用于居民家庭生活。排烟管作为烹饪油烟的排出通道,是抽油烟机重要的零部件。基于排烟管的批量化生产,分析排烟管的拧螺钉生产工艺,设计双臂机械手用于排烟管的自动化搬运,选取合适的其他设备组成装配生产线,实现排烟管的无人化生产。对排烟管拧螺钉装配生产线进行测试运行,能够连续、稳定、可靠地进行生产,产品合格率达到99%以上,生产周期缩短为8 s,单班产量提高为原来的1.5倍。

有晶圆滞留时间约束的集束型装备调度问题研究

考虑有滞留时间约束的集束型装备调度模型和可调度性问题,建立了包括双臂机械手和加工模块时序约束关系的线性规划模型。在此模型基础上,分析了装备双臂机械手和加工模块周期性加工和搬运晶圆过程,从理论上证明了集束型装备可调度性的充要条件,并提出通过减少并行模块数目、选择合适的加工时间和滞留时间的控制策略,使不可调度方案变的可调度。对模型和可调度性条件进行了仿真实验和工程软件实现,证明了提出的模型和控制策略有助于减少测试晶圆数目,从而提高晶圆生产效率。

多集束型装备调度的k晶圆周期序列问题

为解决机械手活动序列和产能分析这一半导体制造业多集束型装备调度的关键问题,研究了一类通用的多集束型装备机械手调度中的k晶圆周期序列问题,证明了k晶圆周期序列的平均周期下界。提出了一种构造k晶圆周期序列的策略和实现该策略的构造算法,并根据构造算法推导出了平均周期的表达式。最后,通过仿真数据和国内某Track机厂商的真实数据验证了该策略的优越性和实用性。

整车厂冲压车间的规划设计研究(上)

冲压是整车厂四大工艺中的第一个生产工艺。传统整车厂的冲压车间主要负责整车的大型外覆盖件及内板件的生产,主要包括A类件和B类件,例如侧围内外板、门盖内外板、发动机舱内外板、地板等等。冲压车间规划的功能分区主要包括了冲压生产区、板材存放区、模具存放区、模具维修区、检具存放区、端拾器存放区、辅助房间等。