为解决不锈钢水槽四边焊缝自动打磨问题,基于SolidWorks设计了机器人末端执行器等设备,并基于RobotStudio搭建由砂带打磨机、IRB4600机器人、末端执行器等设备组建的水槽打磨机器人工作站仿真平台。根据不锈钢水槽的实际工况设计打磨工艺流程和规划打磨路径,创建打磨工作站的Smart组件并关联常用的I/O信号。利用TCP轨迹跟踪功能以及碰撞监控功能检验各个轨迹点及运动轨迹是否满足工作要求,调用计时器记录打磨时间。在仿真平台中通过离线编程仿真调试可以得到理想的打磨轨迹,供实际运行使用,有利于提高现场编程加工效率,提高焊缝打磨质量。

目前,经颅磁治疗仪治疗方式主要以人工为主,时间强度大、成本高,严重制约着国内经颅磁产业的发展。为此,根据GB 2428—1998《成年人头面部尺寸》,设计一款智能经颅磁六轴机械臂,可以代替人工手持工作,特点是工作强度高、治疗时间安排灵活。机械臂整体建模采用SolidWorks三维软件,依据改进的D-H参数法,结合MATLAB软件中Robotics Toolbox工具箱,建立机械臂的运动学模型,推导机械臂正、逆运动学方程并求解。以此经颅磁六轴机械臂为研究对象,搭建半仿真试验平台对其进行蒙特卡罗法工作空间仿真和路径轨迹规划仿真。应用双向RRT算法产生无碰撞路径点,对生成的3段治疗轨迹运用多项式插值函数进行拟合。最后输出整个路径轨迹及各关节的角位移、角速度、角加速度等相关运动参数随时间变化的曲线。分析所得结果可知,该六轴机械臂可以满足经颅磁治疗仪高精

针对传统萤火虫算法应用于移动机器人路径规划中存在陷入局部最优和搜索精度低的问题,提出一种基于混沌求偶萤火虫算法的移动机器人路径规划方法。设计一种混沌求偶荧火虫算法,该算法采用混沌映射策略初始化种群,优化种群分布不均和搜索范围不足问题;利用求偶学习策略指导雄性萤火虫向雌性萤火虫学习,提高算法的收敛速度和求解精度。建立移动机器人路径规划的环境仿真模型,应用混沌求偶萤火虫算法进行移动机器人路径规划仿真。仿真结果表明:混沌求偶萤火虫算法比传统萤火虫算法和粒子群算法在路径长度上分别减少了3.075%和2.428%,拥有更高的搜索精度和跳出局部最优的能力。

针对pL级微量胶液转移分配过程中,移液针重复行程较多、作业效率低下的问题,通过机器视觉和改进后的遗传-蚁群算法精准快速地规划路径,提高微量胶液转移分配的效率。搭建了包括机器视觉系统、胶液分配系统和驱动控制系统在内的胶液转移实验平台。通过对采集图像的既定点位进行模板匹配得到相应位置信息,基于位置信息进行路径规划实验并将此算法与常见算法进行比较,观察其能否精确、快速地规划微量胶液转移分配的路径。实验结果表明:通过机器视觉和改进后的遗传-蚁群算法,移液针转移后形成的胶滴体积达到pL级,胶滴平均直径为68.6μm,且准确落在既定点位上,其工作行程缩短了67.9%,作业时间大幅度降低,可有效提高pL级微量胶液转移分配的工作效率。

点焊机器人在工业领域内被广泛应用,合理的焊接顺序可以提高生产效率。为了实现点焊机器人的路径最优规划,针对点焊路径和工作时间建立多目标问题模型,提出一种融合改进快速非支配排序的多目标平衡优化器算法(DMONEO)。加入快速非支配排序,并采用生存评分策略替代拥挤度因子,可以更好地保持种群的多样性,防止DMONEO过早收敛。TSPLIB基准实验结果表明,DMONEO算法相比于其他算法性能表现更好。最后在实际点焊机器人的路径规划应用中进行仿真实验并与其他算法对比,结果表明提出的算法得到的优化效果更好,耗时更短。

针对渐进最优快速扩展随机树(RRT*)应用于机器人路径规划中时存在精度低、环境适应性差等问题,提出一种基于稀疏节点与双向插值的RRT*改进算法。将目标偏向采样和稀疏节点法引入RRT*算法中,通过避免对局部区域过度的搜索,达到提高初始路径搜索效率的目的;借助三角不等原理思想,对初始路径中的冗余节点进行剔除,并基于双向插值方法对路径节点进行优化,以更短的时间获得次优路径。在多种仿真环境中的实验结果表明:相对于RRT*算法、Informed-RRT*算法和Q-RRT*算法,改进算法的初始路径规划效率提高了61%,次优路径规划效率提高了59%,且在多种环境下均具有很强的稳定性。最后,在实际的机器人路径规划实验中对所提算法的有效性进行了进一步验证。

提出一种齿轮副齿面磕碰点检测方法，用于确定弧齿锥齿轮齿面磕碰点位置。建立准双曲面齿轮副啮合模型，通过改变接触区偏移量，调整啮合参数V、H、J，从而得到规划路径下的TCA接触区位置，V、H、J调整结果用于指导滚检试验。在YX-HTT600齿轮综合误差测量及分析试验机上进行滚检试验，得到了准双曲面齿轮副正常齿面与存在磕碰点的齿面两种情况下的传动误差测量结果。通过对两种传动误差测量结果的对比，验证了提出的齿面点测量方法的可行性。试验结果表明，运用提出的齿面检测方法可实现弧齿锥齿轮全齿面检测，检测结果可反映齿面磕碰点位置，从而为进一步改善弧齿锥齿轮啮合性能奠定基础。

针对飞机襟翼与滑轨座对接面铣切设备的平面自动进给问题,提出了通过一键式全气动控制系统实现自动进给、限位停止和自动复位的控制方法。根据刀具路径规划,在需要换向的地方设置机碰换向阀,在零点和终点设置限位开关。通过设置多种控制信号的优先级关系,有序控制平面内X向和Y向行走气马达的正转、反转和停止,自动按照规划路径完成对接面加工。实验结果表明：该一键式全气动控制系统性能稳定,反应敏捷,能准确地自动实现平面自动进给、停止和复位,满足生产技术要求。