基于IGES的卷曲类工件结构光测量路径规划研究

本文通过对卷曲类工件IGES文件的分析,本文提出了一种新的基于IGES文件的测量路径规划策略。根据张量积曲面的性质,提出了一种曲面组合算法,运用了张量积曲面的性质,将曲面操作转化为多次曲线操作,将IGES文件中存储的多片曲面片组合为一整片曲面,从而为自由曲面测量路径的提取提供了数学模型。运用二次逼近原理,提出了一种B样条曲线上的等距采样算法。通过在实际系统进行实验,上述策略及算法得到了验证,并在自主开发的智能测量建模加工一体化装备中得到了应用。

基于模糊补偿的PD反馈计算力矩控制与仿真

为降低模型不确定性和扰动对真空机器人系统轨迹跟踪性能的影响，设计了基于模糊补偿的PD反馈计算力矩控制器.利用MATLAB软件构建了真空机器人的动力学模块与模糊控制器并且做了仿真研究.仿真结果证明了该控制器的有效性。

结构光测量系统标定补偿技术研究

本文针对结构光测量系统标定中的一个关键问题──手眼标定与摄像机外参数标定,介绍了一种将手眼标定与摄像机外参数标定合二为一的混合标定算法，分析了该混合标定算法的标定误差、误差来源及其对测量结果的影响，根据分析结果,提出了一种标定补偿算法,该算法主要克服了人为操作因素造成的标定误差,简化了其操作要求,同时提高了精度及其实用性。实验验证了算法的有效性,且算法已在自主开发的智能测量建模加工一体化装备中得到了应用。

无模型自由曲面结构光测量路径规划研究

根据应用对象的不同,结构光测量路径规划分为基于CAD模型的测量路径规划和无模型的测量路径规划。本文针对无模型的测量路径规划问题,提出了一种基于机器人特征点示教和准均匀B样条插值的半自动自由曲面测量路径规划策略。该策略充分考虑了自由曲面的特征及结构光测量路径的特殊要求,通过少量特征点的示教和准均匀B样条插值,半自动的规划出测量路径。实验证明,该规划策略能提高无模型工件测量的效率,且该策略已在智能测量建模加工一体化装备中得到了应用。

真空机器人时间最优轨迹规划

在指定路径上的运行时间是衡量真空机器人性能的重要指标，使用时间最优轨迹规划方法能够缩短该运行时间.Frog-leg型结构的真空机器人是同时具有主动与从动关节的并联机构，进行轨迹规划之前必须进行运动学及动力学求解.在此基础上提出Frog-leg型结构的真空机器人时间最优轨迹规划方法，规划出在允许最大速度与加速度范围内的加速度、速度与位置曲线.利用Matlab软件进行了仿真研究.仿真实验结果证明，与梯形轨迹规划方法相比，时间最优轨迹规划方法能够在满足加速度力矩约束的条件下显著缩短真空机器人在指定路径上的运行时间。

智能制模壳自动化生产线的设计与实现

为了提高铸造业中模壳制造加工的自动化程度和工作效率，降低人工制造过程中有害粉尘对身体造成的伤害，本文介绍了一种智能制模壳自动化生产线的设计.该生产线主要由上位机、机器人、PLC等共同完成控制，其中上位机控制模壳的工艺参数，并监控整个生产线的运行情况；PLC控制砂桶和浆桶的转动，负责机器人和上位机之间信号通讯；机器人负责模壳的加工.经过实践验证，这套生产线基本实现了模壳制造的自动化加工，大大提高了工作效率，保护了操作人员的健康。

基于ARM的研磨抛光机器人运动控制器的设计

本文设计了研磨抛光机器人分布式控制系统中的一种运动控制器,并对运动控制器基于AT91M40800微控制器的硬件结构、基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统的软件模块和采用的参数模糊自整定PID机器人关节位置控制策略进行了详细介绍。实验表明该控制器可以大大降低研磨抛光机器人的位置跟踪误差。提高了关节控制的计算及处理能力,易于扩展和维护。

洁净机器人手臂的转动惯量分析及运动控制

针对洁净机器人手臂的转动惯量对系统动态性能的影响,在利用动能公式分析得到其转动惯量与位置关系的基础上,提出了一种位置PI闭环加前馈参数整定的控制方法。该控制方法是由位置值实时得到转动惯量,再由转动惯量来实时整定PI参数。仿真结果表明了该控制方法能有效抑制转动惯量的变化对系统动态性能的影响,且简单可行。

基于PC的一种新型现场总线控制系统

PC性能的不断提高及实时操作系统内核的出现，促使了一种基于PC和现场总线的新型控制系统的诞生。由于该系统成本低，占用空间少，在联网、监控等方面有突出优点，并且PC机性能已经非常可靠，所以它可以取代传统的PLC来完成实时控制任务。为了验证系统的可行性，文章系统地介绍了这类新型控制系统的优点和整体软硬件结构，并对其中一个重要的性能指标——响应时间，进行了详细分析，然后通过一个实际系统——自动传输线系统，验证了这一控制系统的可行性。

三维视觉测量系统标定技术

在机器人视觉测量系统中,手眼标定问题一直是一个很重要也很难解决的问题。结合一个具体的实际系统,提出了一种将摄像机外参数矩阵和手眼矩阵合在一起标定的新方法,免去了传统的摄像机外参数标定和手眼标定的麻烦,并因此减小了误差,提高了测量精度。

基于CAN总线的机器人示教盒通讯系统的设计

研发了基于CAN总线的新型机器人示教盒系统,采用ARM芯片为核心,并在其上运行了实时操作系统μC/OS-II。设计了一套CAN网络通讯协议,实现了一个示教盒同时示教多台机器人的一对多示教模式,在很大程度上改进和提高了机器人示教盒的性能。

基于神经网络的机器人视觉伺服控制

视觉伺服可以应用于机器人初始定位自动导引、自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等控制系统中。传统的视觉伺服系统在运行时包括工作空间定位和动力学逆运算两个过程,需要实时计算视觉雅可比矩阵和机器人逆雅可比矩阵,计算量大,系统结构复杂。本文分析了基于图像的机器人视觉伺服的基本原理,使用BP神经网络来确定达到指定位姿所需要的关节角度,将视觉信息直接融入伺服过程,在保证伺服精度的情况下大大简化了控制算法。文中针对Puma560工业机器人的模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性。

生产线监控与管理系统的设计

介绍在Labview的开发环境下,装配检测生产线监控与管理系统的开发方法。该系统实现了检测数据的人机界面显示,查询打印,统计过程控制(SPC)以及每月的不合格工件计数。统计过程控制(SPC)实现了对生产线的实时监控及质量管理,其他三个软件模块实现了对生产线的自动化生产管理。这种模块化的生产线管理系统对设计同类软件具有借鉴意义。

基于DSP的CANopen通讯协议的实现

CANopen是一种开放的应用层协议,其应用可以进一步提高系统的可靠性、通讯效率及灵活性,而且可以使产品具有很好的兼容性。本文采用CANopen通讯协议实现了CAN总线DSP系统与上位机CAN卡之间的通讯,并通过测试实验验证了信息传递的可靠性,保证了全数字网络化伺服驱动系统中对电机控制的准确性和实时性。

基于眼固定安装方式的机器人定位系统

研发了基于眼固定安装方式的机器人定位系统,提出了一种方便有效的手眼标定方法。通过最小二乘法求解手眼坐标的变换关系,再根据工作台平面与摄像机成像模型的约束关系,求解出目标物体的三维位姿,并最终实现了机械手的精确定位。