基于IGCF算法和CSF-PPSO-ESN算法的工业机器人末端执行器位姿重复性检测

工业机器人在智能制造领域具有举足轻重的地位,其末端执行器位姿的重复性是衡量机器人完成精密作业能力的重要指标。本文针对机器人末端执行器的位姿重复性在线检测,提出了基于方向余弦的位姿重复性测量的理论模型。设计了一种基于改进的高斯曲线拟合(IGCF)算法和三次样条拟合-多目标粒子群-回声状态网络(CSF-PPSO-ESN)算法的位姿偏差检测方法。通过获取十字激光图像偏角和中心点位置,实现了机器人末端执行器位姿偏差的测量。实验表明,测量系统的位移测量精度为±1.5μm,角度测量精度为±2 arc-sec。本文所述的位姿重复性检测方法,为工业机器人末端执行器位姿稳定性的在线实时监测提供了参考。

高锁螺母自动化安装机器人末端执行器设计

飞机装配连接中高锁螺栓应用量大,借助机器人进行自动化安装,可大大减轻工人工作量。根据高锁螺母自动化安装工艺需求,设计机器人末端执行器,主要包括螺母输送换位装置、套筒扳手拧紧传动装置和止动工具装置、线性进给传动装置,可完成自动化输送、换位、对位、吸附、进给、拧紧和止动等一系列动作。该末端执行器可安装于工业机器人之上,结合视觉测量和控制装置,构成高锁螺母自动化安装系统。

机器人主动柔顺恒力打磨控制方法

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明:在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制.

机器人打磨自适应变阻抗主动柔顺恒力控制

为解决工业机器人打磨过程中存在复杂时变非线性耦合与不确定性扰动导致机器人柔顺恒力打磨自适应调节能力不足的问题,首先给出了一种可实现沿轴向平移与旋转运动解耦的力控末端执行器,其次设计了一种自抗扰控制器和一种粒子群神经网络变阻抗控制器分别作为内环控制和外环控制,在此基础上,提出了一种机器人自适应变阻抗主动柔顺恒力控制方法,用于在线自适应优化阻抗参数,动态调节打磨力修正量,实现机器人打磨作业自适应主动柔顺恒力控制。最后采用Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出方法的闭环稳定性。通过机器人打磨系统虚拟样机联合仿真实验和机器人平台实物实验,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,所提方法能够较好实现静态与动态期望打磨力跟踪,减小了打磨力波动、力超调量以及打磨初期打磨工具处的冲击力,提高了打磨力控制系统抗扰动稳定性、恒力跟踪性能和动态响应能力,对复杂多变工况机器人打磨作业具有较强的适应性与鲁棒性。

阀口袋自动上袋机器人系统设计研究

阀口袋包装方式是粉体的主要包装方式之一,但在上袋环节普遍依赖人工操作来完成,效率低,粉尘危害大。针对这一问题,设计了一种阀口袋自动上袋机器人集成系统。该系统主要由阀口袋输送装置、机器视觉系统、工业机器人和控制系统组成。通过视觉系统在线采集阀口袋局部图像,利用二次开发的图像处理程序对图像进行处理,完成阀口袋的识别定位;然后PLC与机器人通信,工业机器人在视觉引导下通过上袋末端执行器完成阀口袋的拾取、开袋、套袋等一系列上袋工序。该系统视觉识别定位速度快,上袋末端执行器运行稳定,配合机器人较好地完成了阀口袋的自动上袋作业。