基于粒子群算法的工业机器人焊接系统

针对复杂的自由曲线型焊缝的焊接作业,对传统的工业机器人焊接系统进行改进。将机器视觉与工业机器人相结合,搭建"eye-to-hand"视觉系统。首先采用工业相机采集焊缝图像并发送至工控机,通过焊缝识别算法进行识别以获取焊缝信息;然后结合焊接工艺参数及焊缝信息建立焊接模型,并引入粒子群算法对机器人进行轨迹规划;最后将轨迹规划结果通过以太网发送至机器人,以此引导工业机器人完成焊接作业。实验结果表明,改进的工业机器人焊接系统可自主完成复杂曲线型焊缝的识别及轨迹规划,且焊接效果满足要求,有效地提高了工业机器人在焊接场景下的智能化及自主作业能力。     

双重寻优的机器人轨迹规划及其在断路器柔性装配中的应用研究

机器人是工业自动化制造的基础.针对现有机器人轨迹规划中优化结果存在不稳定性的问题,提出一种双重寻优的机器人轨迹规划新方法.采用个体极值双重寻优的改进粒子群算法,在适应度函数评判得到的优化粒子集合中,分别比对机器人每一分段轨迹对应的分段时间并进行二次寻优,从而得到机器人在运动速度和加速度约束条件下的整体潜在更优解,使轨迹...     

基于V-REP的机器人仿真实验系统及教学

机器人设计需要采用"设计—仿真—优化"的过程,因此仿真技术是机器人工程专业本科生必须掌握的技能。该文基于V-REP仿真软件设计了一套6自由度通用工业机器人仿真实验系统。首先建立了机器人的V-REP模型,进行系统动力学参数设置,然后与MATLAB的轨迹规划算法进行联合仿真和验证。开展了学生线上实验教学和探索,可替补实验室的现场实验。仿真实验系统可以进行机器人的运动学、动力学和轨迹规划算法的仿真实验,能够提高学生的机器人理论分析和设计能力。     

基于深度学习改进的机器人轨迹规划算法

在公路环境巡逻机器人轨迹规划问题中,实时准确的交通流量预测对机器人轨迹规划尤为重要。然而由于车流量的随机非线性,使得机器人轨迹规划任务仍然充满挑战。提出一种深度神经网络与轨迹规划算法相结合的融合算法。通过深度学习预测短期交通流量,优化交通网络图并运用轨迹规划算法完成路径规划。实验表明,改进的机器人能够更快、更安全地完成道路巡逻任务。     

基于Christofides算法的白车身焊接机器人路径优化

为了解决汽车白车身焊接机器人路径规划不合理的问题,将路径规划问题抽象为TSP模型.本文从图论的角度出发,采用Christofides算法,编写相应的MATLAB程序对一个具体的实例进行仿真.该算法可以有效地解决焊接机器人路径规划问题.     

基于遗传算法的七自由度机器人轨迹规划

针对七自由度串联机器人Robai Cyton Gamma 300轨迹规划问题,采用改进遗传算法规划机器人各关节的运动轨迹。利用D-H表示法建立起机器人末端执行器的位姿与参考坐标系之间的齐次变换矩阵,采用遗传算法优化BP神经网络求解机器人的运动学求逆解。利用5次B样条曲线在关节空间构造机器人各关节随时间变化的运动轨迹。在满足运动学约束条件下,对传统遗传算法在编码方式、遗传算子、交叉概率和变异概率等方面进行改进,对机器人各关节运动轨迹进行时间最优规划。运用Matlab对研究进行了仿真实验。结果表明,经改进遗传算法优化后的机器人运动轨迹时间明显缩短,各关节的角速度、加速度和加加速度曲线连续无突变,从而验证了该方法的有效性。     

基于Roboguide的工业机器人工作站设计与仿真北大核心

结合新工科建设和仿真分析课程教学需求,根据不同应用场景对工业机器人多功能的需求,针对其轨迹规划和生产协调难的问题,设计了能在一个工作平台上完成搬运、码垛、轨迹规划、装配、快换工具等功能的工业机器人工作站。利用Roboguide软件构建多功能机器人工作站,采用五次多项式进行轨迹规划,对工作站进行仿真分析,对不合理之处进行优化。仿真结果表明,工作站布局与功能模块设计的合理性,能提高工业机器人的使用效率。工作站虚拟设计与实验仿真激发学生学以致用的兴趣,弥补理论学习与工程实践的认知差距,增强学生对所学知识的理解、掌握和综合运用能力。     

Mirosot机器人带球避障研究

Mirosot机器人避障路径规划在不考虑球体运动的情况下,大多采用蚁群算法、神经网络算法以及策略配合等方法。Mirosot机器人在带球避障过程中应同时考虑球体受力和初始角度两个限制条件。在考虑球体运动的情况下,采用物理运动学受力分析方法建立球体受力运动路径轨迹方程,以解决机器人带球避障路径规划问题。     

工业机器人关节空间的插值轨迹规划

首先介绍了工业机器人轨迹规划的概念及涉及到的问题,并改进关节空间的三次多项式插值轨迹规划,提出五次多项式插值轨迹规划,最后重点分析了含多个途经点的插值轨迹规划、抛物线过渡轨迹规划,并进一步完善这两种情况同时存在时的轨迹规划.     

机器人轨迹规划与控制实验平台

机器人的轨迹规划和控制是机器人工程专业学生的必备知识,为此设计了一种平面二自由度的机器人实验平台。机械系统采用具有普适性的五连杆结构,控制系统采用基于总线方式的"计算机+控制器+驱动器"的开放式分布结构。基于该实验平台可以进行机器人的运动学、驱动控制、轨迹规划及软件测试实验,能够提高学生对机器人的理论分析、轨迹规划与控制的设计和创新能力。     

Kinematic analysis and trajectory planning of J-groove welding robot

This paper introduces the complexity and particularity of tube-sphere intersection weld(J-groove weld) and establishes the mathematical model of tube-sphere intersection trajectory.Based on the characteristics of J-groove welds,the computational process of welding gun orientation is first simplified.Then the kinematic algorithm of a welding robot is obtained according to screw theory and exponential product formula.Finally,Solidworks and SimMechanics are employed to simulate the kinematics of the welding robot,which proves the feasibility of the kinematic algorithm.     

Off-line simulation of robot welding of radar pedestal

A study of the interference simulation based on robot welding of the radar pedestal was carried out by using the KUKA Sim Pro simulation software and off-line program technology. Compared with the actual robot welding process, it was found that the trajectory of the simulated robot welding process in line with that recorded in the actual welding process, and the actual limit and interference appeared at the same place as the simulation process. There was no interference phenomenon on the outside weld-seam; on the internal weld-seam, especially on the weld-joint of support plate connected to the cylinder, a phenomenon of interference appeared. It was helpful to use the simulation method to guide the actual robot welding so as to protect robot from impacting and reduce the weld defects.     

两自由度闭链机器人的神经网络自适应控制

A closed-chain robot has several advantages over an open-chain robot, such as high mechanical rigidity, high payload, high precision. Accurate trajectory control of a robot is essential in practical use. This paper presents an adaptive proportional integral differential (PID) control algorithm based on radial basis function (RBF) neural network for trajectory tracking of a two-degree-of-freedom (2-DOF) closed-chain robot. In this scheme, an RBF neural network is used to approximate the unknown nonlinear dynamics of the robot, at the same time, the PID parameters can be adjusted online and the high precision can be obtained. Simulation results show that the control algorithm accurately tracks a 2-DOF closed-chain robot trajectories. The results also indicate that the system robustness and tracking performance are superior to the classic PID method.     

基于X3DOM的工业机器人虚拟样机设计

为提高实验教学效果,设计并实现了基于X3DOM的工业机器人虚拟样机,无插件的设计方案使得样机的连接和使用能够通过浏览器进行,降低了对操作环境的要求。其中用X3DOM实现三维模型显示,用HTML5实现控制界面和运动控制算法,二者相结合实现机器人运动学模型到三维模型的映射和虚拟样机的基本功能。此外虚拟样机通过TCP通讯实现了工业机器人的远程控制,能够进行实时的虚实结合实验。最后通过实验验证了机器人虚拟样机的准确性、同步性以及远程控制的实时性。     

Dynamic velocity feed-forward compensation control with RBF-NN system identification for industrial robots

A dynamic velocity feed-forward compensation control (DVFCC) approach with RBF neural network (RBF-NN) dynamic model identification was presented for the adaptive trajectory tracking of industrial robots.The proposed control approach combined the advantages of traditional feedback closed-loop position control and computed torque control based on inverse dynamic model.The feed-forward compensator used a nominal robot dynamics as accurate dynamic model and on-line identification with RBF-NN as uncertain part to improve dynamic modeling accuracy.The proposed compensation was applied as velocity feed-forward by an inverse velocity controller that can convert torque signal into velocity in the standard industrial controller.Then,the need for a torque control interface was avoided in the real-time dynamic control of industrial robot.The simulations and experiments were carried out on a gas cutting manipulator.The results show that the proposed control approach can reduce steady-state error,suppress overshoot and enhance tracking accuracy and efficiency in joint space and Cartesian space,especially under highspeed condition.     

管道焊接机器人视觉控制系统

设计了一种无轨道自动跟踪管道焊接机器人,主要对其视觉焊缝跟踪实时图像处理系统进行了研究。针对焊接过程中的各种干扰噪声和跟踪精度的要求,研究采用结构光CCD传感器检测系统和图像采集卡进行计算机软件图像处理,对其中模板滤波、边缘检测、轮廓跟踪、激光带中心线的抽取和特征点检测进行了研究。该套处理方法效果好,处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求。     

漂浮基空间机械臂的自适应控制方法

讨论了载体位置与姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机器人系统的控制问题.结合系统动量守恒关系进行的运动学、动力学分析表明,可以得到一组与适当选择的惯性参数呈线性函数关系的、欠驱动形式的系统动力学方程.以此为基础,设计了系统参数未知情况下,由本体姿态期望运动及机械臂末端抓手惯性空间期望运动轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的自适应控制算法,该控制方案的优点在于,不需要反馈、测量漂浮基的位置、移动速度及移动加速度.