移动装配机器人手臂的滑模鲁棒控制方法

为了克服外界干扰、未知负载等不确定性和电机动态特性对移动装配机器人手臂末端空间轨迹跟踪的影响,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模鲁棒控制律。首先建立了包含不确定性和电机动态特性的数学模型,然后设计了扩张状态观测器来准确估计不确定性,在此基础上提出了滑模鲁棒控制律,最终实现了对移动装配机器人手臂末端空间轨迹跟踪的高精度控制。仿真结果表明,所设计的滑模鲁棒控制律具有更优的控制效果,移动装配机器人手臂末端空间轨迹的最大跟踪误差仅为0.5 cm,所设计的扩张状态观测器能够准确估计不确定性,最大估计误差仅为0.2 N·m,估计精度较高。移动装配机器人手臂空间固定坐标定位实验结果表明,在基于扩张状态观测器的滑模鲁棒控制律的作用下,移动装配机器人手臂末端空间轨迹的最大跟踪误差仅为0.24 cm,平均每次定位的运行时间仅为1.55 s,表现出了更优的快速性、准确性和工程实用性。

一种SCARA机器人小臂优化设计

以一种选择顺应性装配机器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm,SCARA)为研究对象,利用仿真研究方法优化小臂结构。利用SolidWorks软件建立机器人三维结构模型,使用ANSYS软件对机器人进行模态分析,确定优化部件。利用遗传算法得到该机器人最优臂长,利用拓扑优化方法优化小臂结构。经分析,优化后的小臂强度、刚度和抗振性能明显增加,实现了对SCARA机器人重复定位精度和抑振能力的优化。

基于遗传算法的直驱SCARA机器人臂长优化设计

由于选择顺应性装配机器手臂(selective compliance assembly robot arm,简称SCARA)机器人关节驱动链过长,无法满足电子芯片等制造行业高速、高精度的要求,因此提出了一种直驱SCARA机器人,其特点是结构简单、消除了中间传动环节,代替了传统的伺服电机加减速器驱动的方式。同时,针对直驱关节转矩脉动较大、影响机器人端部稳定性的问题,提出了一种优化和设计思路,对于机器人的整体结构和参数进行了优化。在确定了SCARA机器人最大运动范围之后,分别建立了速度评价函数和刚度评价函数,以速度、刚度性能函数为适应性函数,采用多目标遗传算法对臂长进行优化。臂长优化前后的实验对比显示,优化前关节联合速度最大为3.9 m/s,优化后关节联合速度最大为4.6 m/s,有较大的提升。通过仿真发现:在末端载荷相同的情况下,优化后的形变量更小;优化前重复定位精度为±0.0105 mm,较之传统SCARA机器人的重复定位精度已有一定提升,优化后重复定位精度进一步提高为±0.009 mm。仿真与实验结果证明,遗传算法优化有效解决了SCARA机器人端部稳定性问题,能明显提升机器人关节运动速度。

一种新型平面机器人设计及仿真分析

针对传统选择顺应性装配机器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm,SCARA)机器人运动范围不足的缺点,提出一种新型平面机器人结构。首先,通过将SCARA机器人第三关节的丝杆传动结构移动到第一关节,实现机器人整体的上下平移运动,进而扩大机器人的运动空间。其次,在第一关节设置对称的支撑柱,以提升整机的刚度和运行的平稳性,保证机器人的定位精度。再次,通过设计关键部位的结构满足特殊结构的传动需求,根据结构设计和传动方案进行电机和减速机初步选型。最后,利用动力学仿真软件进行关节速度和力矩的仿真分析,验证机器人电机和减速机选型的合理性,为后续样机的生产制造提供参考。

宁江集团小型多关节装配机器人通过鉴定

宁江机床集团公司自行开发、研制的NJRA5-1小型多关节装配机器人，于2004年9月通过公司鉴定。该产品具有五轴数字交流伺服控制，能利用直线插补功能，在机器人手臂运动范围内实现任意点的连续轨迹运动，并具有自动运动和手动示教盘操作两种运动方式。该机器人的电气系统主要由华中数控系统及松下数字交流伺服驱动单元组成。

SCARA机器人点对点运动轨迹规划方法

为使选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器人运行点对点运动轨迹时,连续平滑且运行时间最优,提出一种基于时滞指数函数的速度轨迹规划方法。利用执行器工作时的限制条件获取时间增益,经运动学逆解获得机器人从初始位置到目标位置各关节空间需要运动的位移,根据该位移求取延迟时间,确定指数函数速度轨迹规划的表达式。通过与S形速度轨迹规划方法的对比分析结果表明,该方法计算量小,产生的轨迹连续平滑,近似时间较优。

SCARA机器人内模控制方法

为了使SCARA机器人在外界干扰和模型不精确的情况下具有优良的轨迹跟踪性能,提出一种基于内模控制原理设计SCARA机器人控制器的方法。采用拉格朗日方法获得SCARA机器人动力学模型,将其作为内模控制的估计模型;选择内模滤波器f(S)设计内模控制器Q(S)使其满足稳态误差为零的条件,通过推导得出不同输入信号下的SCARA机器人控制律。通过仿真,将其与自适应模糊滑模控制方法进行对比分析,结果表明所提出的方法轨迹跟踪精度高,抗干扰能力强,控制器参数调节简单。

全球制造领域正掀起一场机器人革命

随着＂合作型机器人＂的逐渐兴起,制造商们如今有了新的选择,来填补在全手动装配生产线与全自动生产线之间的空白。这种合作型机器人重量轻、高度灵活、移动方便,而且能够快速编程以投入新的任务之中。

基于OPC UA的多机系统互联互通技术研究

在制造技术逐渐数字化、信息化与智能化的背景下,本文提出了一种基于开放平台通信统一架构(OPC UA)的多机系统互联互通的实现方法。首先,对3PRR并联机械系统与选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器系统建立了基于OPC UA的信息模型,实现了语义统一;然后,给出了一种基于OPC UA的多机系统互联互通的架构,并针对跨车间、跨局域网的问题,综合应用OPC UA和Web Service技术实现其互联互通;最后,搭建了相应的验证平台,并通过网页应用和第三方软件客户端验证了本文方法的有效性。

人口红利消失之后

但闻机器声，不见工人影。国内最大的劳动密集型企业之一富士康的厂区内，2年后你可能会在装配线上看到更多的是按照预先设定的程序，自主完成规定动作或操作的履带和机械手臂。近日，富士康百万“机器人（300024）大军”计划公布于众后，引起外界瞩目。鸿海集团董事长郭台铭曾公开表示，希望到2014年打造100万个机器人生产大军，