应用贪婪训练算法的装配机械手定位控制研究

装配机械手在开展复杂装配工作时,由于运动路径较为复杂,经常会导致目标定位效果差,影响装配精度。为提升装配机械手的装配精度,提出应用贪婪训练算法的装配机械手定位控制方法。该方法首先依据机械手结构设计机械手动力学方程,构建参数标定模型,引入贪婪训练算法获取机械手的运动学参数;再以此为依据,设计精确的定位控制算法获取机械手的位置误差以及位置变化率;设计模糊控制器对机械手的位置误差以及位置变化率展开实时修正;最后通过控制器的修正输出值实现复杂运动路径下,机械手的高精度定位控制。实验结果表明,使用该方法开展机械手定位控制时,控制效果好。

基于直角坐标系3D打印机的装配机械结构优化设计探讨

由于已有方法未能通过改进粒子群算法进行装配机械结构优化,导致机械结构强度下降,优化耗时上升。提出一种基于直角坐标系3D打印机的装配机械结构优化方法,对装配机械结构进行有限元分析,同时划分为多个单元杆件,对各个杆件进行分析获取单元刚度矩阵,将矩阵叠加得到整体刚度矩阵。进而根据直角坐标系3D打印的相关理论,分别从尺寸优化、形状优化以及拓扑优化三个方面构建对应的优化设计模型。仿真实验结果表明,所提方法能够有效降低装配机械结构优化耗时,提升机械结构强度。

六自由度装配机械手设计及运动学求解

结合对自动化装配线的应用对象,选定了机械手所要实现的功能。首先,给出了装配机械手的总体方案,总体方案包括机械手本体组成和自由度的分配。确定了机械手各杆臂长度以及各关节的转角范围。其次,对六自由度机械手具体结构进行了建模、虚拟装配,并对部分关键零件进行强度校核。然后,建立了六自由度机械手的运动模型,利用D-H参数法建立了运动模型的各个关节的坐标,并确定各关节的D-H参数,利用Matlab软件对机械手的运动学正解、逆解进行了计算与验算,结果表明了所建立模型的正确性与合理性。其设计理念对以后关节型工业机械手的设计有一定的参考和应用价值。

虚拟仿真技术在装配机械手控制系统中的应用

结合虚拟现实技术与电气控制技术,针对装配生产线的特点和控制要求,开发了一套虚拟仿真系统,可用于系统监控、调试和人员培训.利用罗克韦尔软件编写电气控制程序,通过RSTestStand软件搭建机械手自动装配系统的3D虚拟仿真模型,并基于虚拟可编程控制器(PLC),实现了直线型、余弦-直线型速度曲线调速方案在虚拟仿真对象上的应用.虚拟仿真对象的动作视觉效果和监控曲线表明,控制系统工作良好,通过在机械手各动作的启停、加减速、匀速转换时引入余弦调速方案对速度控制进行优化,有效减小机械臂关节的震动和顿挫,取得了较好的动作流畅性.

六自由度重载装配机械手运动学分析及求解

针对汽车装配生产线作业对重载高精度的自动设备的需求,设计了一种液压驱动的六自由度多功能重载装配机械手。运用Denavi-Hartenberg(D-H)方法构建了机械手的运动学模型,分析了重载装配机械手的工作原理和正、逆运动学求解方法。从机械手的正、逆运动学方程的求解结果可以看出,采用液压方式实现对机械手6个自由度的驱动,具有驱动力大、操作简单、安装准确的特点,可适应多种汽车重载装配的需要。

装配机械手末端执行器位姿误差补偿研究

通过对装配机械手运动学分析,采用摄动补偿法对装配机械手末端执行器的位姿误差进行补偿,即通过末端执行器的附加运动减少或消除实际运动误差,所提出的误差补偿方法能够有效地提高机械手末端执行器的定位精度,并通过实验证明了该方法的可行性。

车轮装配机械手气动控制系统设计

针对不同重量车轮的装配问题,提出了一种新型机械手气动控制系统,该控制系统通过对减压阀的结构进行改良,仅用一个平衡回路完成空载和负载之间的无级切换,并且能对不同重量的车轮进行无级平衡调整,从而实现负载范围内任何重量车轮的弹性浮动,满足不同负载全程无重力化操作的需求。此外,该控制系统还具备低压重载保护、负载指示以及防误碰等功能,具有冲击作用小、稳定性高、安全性好和操作简便等优点,为以后设计研究装配机械手提供了应用价值。

车轮装配机械手装配精度优化设计研究

针对提高车轮装配助力机械手装配精度的共性需求,提出了一种装配精度的优化方法。结合机械手的结构和工作原理,推导出了装配精度和操作力的函数,分析了机械手装配精度、操作力和夹具质量之间的关系,进而提出了装配精度的优化方法:减小夹具质量。利用ANSYS Workbench中的Design Xplorer模块对夹具进行了轻量化设计,以装配精度和操作力的函数为基础定量分析了优化前后的操作力和装配精度,计算结果表明:机械手的操作力有所降低,装配精度有所提高,验证了优化方法的可行性和有效性。

视觉技术在煤矿装配机械手定位算法改进

针对煤矿装配机械手传统的定位算法在运算速度和精度上的不足进行了改进,采用不同的相关度匹配函数、行列间隔运算、大小模板交叉使用以及二次图像匹配的方法,提高了它的运算速度和精度。这种改进能使煤矿装配机械手快速准确地进行定位。

装配机械手控制系统模块化设计研究

为提高装配机械手的适用性,以机械本体为背景,进行模块化控制系统的设计与研究。从适应中小企业推广和经济性角度考虑选择了基于嵌入式的控制方法和以C8051F020单片机为核心的嵌入式系统,设计了基于C8051F020单片机实现软硬件控制系统的模块化方法。

三维钢网装配机械的模块化设计与应用

以产品装配工艺和装配机械的功能分析为基础 ,将模块化原理应用于三维钢网系列装配机械的设计上。对三维钢网装配机械进行了功能模块的划分与创建 ,并对主要功能模块的结构进行了阐述。

计算机视觉在装配机械手定位算法改进上的应用

装配机械手定位如利用传统的视觉图像匹配方法定位速度较慢、定位精度较低且处理速度较慢,随着装配机械手的广泛应用和其较高的工程价值提高装配机械手的定位速度和精度的需求迫切,采用细分像素的亚像素匹配技术对传统图像匹配算法进行了改进,并利用实验对改进结果进行验证,达到了较理想的效果。

装配机械手综合误差分析与误差元素建模研究

以矩阵变换为基础,分析装配机械手的综合误差,导出末端误差表达式,得出末端误差与各关节误差源之间的关系,采用回归分析方法建立误差元素的模型。实测误差数据建模曲线与软件仿真误差元素模型曲线对比表明,采用该方法所建模型曲线更接近实际。

具有柔性浮动手爪和并联腕的装配机械手设计

机器人化装配[1] 是机器人研究与应用的一个热点。采用机器人进行自动化装配可以提高产品的生产效率和装配质量。而异形薄壁零件的自动化装配存在两大困难 ,即柔性抓取和姿态调整。装配机械手以吸盘作手爪可以实现柔性抓取 ,采用浮动结构可以实现准确定位 ,以并联机构作手腕可以实现调姿要求。本文介绍了柔性浮动手爪和并联手腕的设计思想和关键技术。

基于ADAMS的大型重载车辆车轮装配机械手运动学及动力学仿真分析

为解决大型重载车辆车轮装配精度差、工作效率低、工人劳动强度大等难题,基于气动平衡原理,利用模块化设计方法,提出一种新型车轮装配机械手整体方案。采用SolidWorks对机械手的大臂四连杆、中臂、小臂及各回转关节进行机械结构设计,通过ADAMS软件中的Step函数来规划机械手末端执行器的空间运动轨迹与各回转关节的转动角度,并开展机械手的多体运动学与动力学仿真分析,同时应用机械手样机的运动试验予以验证。结果表明:机械手末端位移和速度曲线变化平缓,满足机械手规划路径连续性和平稳性的基本要求,验证了机械手空间运动学参数的合理性;模拟得到大臂和中臂的作用力、力矩及转动速度随时间变化曲线,证实整个机械手运动平稳,各主要关节转动角速度变化缓慢。仿真结果为后续研究提供有益参考借鉴。

教学型串-并混联装配机械手数控系统硬件设计

首先介绍研制教学型串 -并混联装配机械手的背景及该机械手的结构 ;针对此类机械手的结构特点设计了由工业控制机和多轴运动控制卡组成的数控系统总体方案 ;同时对该系统的硬件选型和电机的选型作了详细地介绍。

教学型串—并混联装配机械手控制系统软件设计

从教学实验的需要出发,分析了教学型串—并混联装配机械手的结构与工作原理,提出了适合并联机构控制的开放式数控系统总体框架,对重要软件模块的功能进行说明,并对软件开发的关键技术进行了阐述。

装配机械手控制系统的开发与设计

从装配机械手结构和工作要求入手,开发和设计了一种基于ISA总线和8255并行接口芯片的装配机械手驱动控制系统。主要介绍了步进电机的驱动系统和控制系统,特别对控制系统的硬件和软件做了较为仔细的设计。另外,较为详细地阐述了设备的调试方法和步骤。结果表明该控制系统可以满足机械手准确移动、抓放和装配工件的功能,可减少劳动成本和降低劳动强度。研究成果可以为同类产品的设计与开发提供一定的理论依据。