基于多传感器融合的双机器人研抛控制技术研究

发布时间：2022-07-12 11:22

　　近十几年来,随着科学技术的快速发展以及无人化和智能化工厂增多,对工业机器人的需求急剧增加。目前,工业机器人技术已广泛应用于各个行业,如机械加工、装配、搬运、运输等。在机械加工领域中,对工业机器人的要求越来越高,如要求工业机器人具有较大的作业空间、较高的运行速度、加工精度以及轨迹精度等;并且加工任务越来越复杂,如加工一些较大或复杂的自由曲面工件,其加工范围较大且可能存在加工死角区域,单个机器人难以完成加工任务,但如果选用两台或多台工业机器人进行联合作业,就能够高效、高质量地完成这些复杂困难的工作。针对目前工业机器人的实际应用情况,本文将多传感器融合技术和双机器人技术引入模具自由曲面的研抛加工中,由两台六自由度模块化手臂、双目摄像机、六维力传感器和研抛工具系统等组成双机器人协调研抛系统。该系统通过对双机器人的协调控制以及双目视觉的引导,确定研抛点和研抛轨迹,并且在研抛加工过程中,根据视觉与力传感器的实时反馈调整机器人手臂末端研抛工具位姿,从而能够增加作业空间的同时,也能够实时调整研抛工具位姿以保证研抛压力的稳定。本文中,首先对双机器人进行运动学分析并建立多传感器融合控制系统模型,其次使用A... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题的研究背景与意义
    1.3 国内外机器人的发展及应用现状
        1.3.1 工业机器人发展与应用
        1.3.2 多机器人技术的发展与应用
    1.4 研抛技术的国内外发展现状
    1.5 多传感器信息融合技术
        1.5.1 国内外多传感器信息融合技术发展
        1.5.2 多传感器信息融合技术在智能机器人中的应用
    1.6 本课题主要研究内容
第2章 双机器人协调研抛系统运动学仿真分析
    2.1 机器人运动学分析
        2.1.1 机器人连杆坐标系的确定
        2.1.2 机器人运动正解分析
        2.1.3 机器人手臂末端研抛工具位姿确定
        2.1.4 机器人运动学逆解分析
    2.2 机器人运动轨迹规划
        2.2.1 单机器人运动轨迹规划
        2.2.2 双机器人运动轨迹规划
    2.3 双机器人协调研抛系统受力仿真分析
        2.3.1 机器人手臂的CATIA三维建模
        2.3.2 模型导入与仿真分析
    2.4 本章小结
第3章 多传感器信息融合控制模型
    3.1 多传感器信息融合算法及分类
    3.2 双目视觉与力传感器联合控制模型
        3.2.1 双目视觉系统
        3.2.2 力控制系统
    3.3 基于卡尔曼滤波算法的联合控制模型
    3.4 本章小结
第4章 双机器人协调研抛系统及实验验证
    4.1 双机器人协调研抛系统的硬件及通讯系统
        4.1.1 六自由度模块化手臂
        4.1.2 模块化手臂硬件系统的总体结构
        4.1.3 模块化机械手实验平台控制系统
        4.1.4 双机器人间的通讯模式
    4.2 六自由度模块化手臂软件系统
        4.2.1 六自由度模块化手臂软件开发环境
        4.2.2 六自由度模块化手臂软件操作
        4.2.3 双目视觉软件控制系统
    4.3 实验验证与结果分析
        4.3.1 实验准备
        4.3.2 实验结果分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3659035