基于MATLAB的冲床上下料机械手运动学分析

为了提高冲压加工的上料效率并尽可能消除安全隐患,首先根据冲床加工系统的工作要求,设计冲床上下料机械手的总体结构;然后利用D-H法建立机械手连杆坐标系,完成机械手的正逆运动学分析求解计算;最后应用MATLAB完成机械手模型建立、点到点运动轨迹规划、正逆运动学求解以及各关节运动学参数的仿真,证明机械手运动平稳无冲击,能够满足实际生产需要。分析表明:机械手的运用能够提高生产效率、降低劳动强度,对冲床产业自动化有一定的促进作用。     

基于运动控制卡的冲床辅助机械手研究

冲床上下料频繁、危险且要求准确定位,此对采用辅助机械手能准确放置工件,提高工作效率,降低劳动强度。为了实现冲床工件上下料及在2个工位间移动,采用了具有4个旋转副的四自由度冲床辅助机械手结构。利用D-H法求解机械臂运动学正反解算法,然后利用MATLAB软件计算并描绘出其工作空间。采用PC+Clipper运动控制卡及伺服驱动器等构建了其控制系统,使用速度和位置双闭环控制,并编写运动控制程序和PLC程序,实现了机械手上下料及在2个工位间准确和平稳地移动。     

多自由度火车车轮生产机械手设计

针对火车车轮各生产工序间轮坯传递的高负载、高温、高位置精度、高生产率等要求,提出了一种多自由度生产机械手解决方案。该机械手采用特殊的机构设计方案,实现了轮坯多自由度的自动定位、夹紧和传递等功能;采用西门子高速响应运动控制器和电液伺服控制技术,实现了机械手高性能运动控制。实际运行效果表明,该机械手具有工作范围大、定位精度高、夹紧可靠、生产效率高等特点,并且已经应用于火车车轮生产过程,较好地解决了各生产工序间的工件传递。     

粉末冶金齿轮精整过程的自动定位机构设计

提出了简洁的纯机械式粉末冶金齿轮精整定位机构。主要进行自动定位机构的功能设计和关键结构设计。设计方案结构简单,定位精度高,具有自动定位待加工齿轮的功能,实现了齿轮精整加工的自动化,进而提高生产效率,保障工人操作安全性,降低人工成本。     

J31-315冲床改五工位自动冲床

我厂冲压浪形保持架时,各工序都是人工或人工在单机上操作完成,工艺落后,生产效率低。在批林批孔运动中,我车间三结合革新小组高举“鞍钢宪法”伟大红旗,大干快上,在短时间内将一台J31-315冲床改装成五工位自动冲床,采用机械夹板送进代替人工操作,实现了工序集中和生产自动化。     

采用双RBF神经网络控制的机械手末端位姿研究

为了提高并联机械手末端位姿定位精度和数控机床加工精度,采用双径向基函数（RBF）神经网络控制器,并对机械手定位误差进行仿真验证。给出平面并联机械手运动装置简图,分析并联机械手末端运动位置,推导出执行器运动速度和加速度方程式。设计并联机械手双RBF神经网络控制器,采用Matlab软件对并联机械手运动位姿进行仿真,并与单RBF神经网络控制器进行对比。结果显示：在单RBF神经网络控制器作用下,并联机械手横向位移、纵向位移和平台角位移跟踪误差较大;在双RBF神经网络控制器作用下,并联机械手横向位移、纵向位移和平台角位移跟踪误差较小。采用双RBF神经网络控制器,可以提高并联机械手末端位姿定位精度,从而提高数控机床的加工精度。     

一种新型多工位冲床机械手的研制

根据冲压生产线的工作要求,研制了一种可应用于多工位冲床生产线的机械手,该机械手由主机、平移杆、提升装置、机架和末端执行器所组成,最多可联接8台冲床,通过机械手可实现冲压件在各冲床间的自动取放操作。在对机构方案设计与分析的基础上运用SolidWorks软件建立了该机械手主体结构的三维装配模型,并对机械手主体结构中的横移机构进行了运动特性分析。     

基于蒙特卡洛法的卸胎机械手重复定位精度分析

针对卸胎机械手的重复定位精度问题,对卸胎机械手进行了在3个铰接部位联合作用下的参数化仿真分析研究,同时对卸胎机械手在有无铰间隙两种条件下对位置、速度、加速度3个方面作了比较。运用Pro/E三维建模建立卸胎机械手的实体模型,通过Matlab编程得到了卸胎机械手铰间隙的1 000组服从正态分布的随机抽样数据,再将实体模型与得到的参数化数据导入到ADAMS中进行了动力学仿真分析,获得了卸胎机械手在运动过程中的运动变化曲线及位置变化数据。基于蒙特卡洛方法通过计算概率得出了铰间隙大小对卸胎机械手定位精度影响的可靠度。研究结果表明:存在铰间隙的情况下,卸胎机械手在位置、速度和加速度3个方面都有一定的变化,且当许用偏差值-0.25 mmμ0.25 mm时,卸胎机械手的定位精度可靠性是可以得到保证的。     

基于人工蜂群算法的机器人运动学参数标定

为了提高机器人的绝对定位精度,针对经典的D-H模型,使用修正的MD-H模型来描述IRB 120型机器人的运动模型,避免了运动过程中出现的奇异现象。对末端位置测量采用的方法是单目视觉测量,由于传统的位置误差模型需要计算出机器人基坐标系和测量坐标系之间的转换矩阵,故采用距离误差模型,可消除坐标系转换所带来的误差。此外,针对最小二乘法容易陷入局部寻优、结果不稳定的问题,提出了人工蜂群算法（ABC）求解高维非线性方程组,对两种方法进行对比。结果表明,人工蜂群算法优于最小二乘法,且使机器人的距离误差精度提高了54.97%。     

基于ADAMS的齿轮热模锻机械手设计及仿真

目前国内齿轮热模锻行业普遍还是采用人工作业,不仅劳动强度大不安全,而且生产效率低.针对这一现状,提出了基于虚拟样机技术的机械手设计思想和总体设计方案,并利用三维设计软件Pro/E进行了机械手零部件的设计.在此基础上,利用动力学仿真软件ADAMS2007对机械手进行了虚拟样机仿真,验证机械手设计的合理性.     

盘类齿轮成形磨齿自适应加工研究

盘类齿轮端面和台阶面外圆作为基准进行定位加工时,齿轮轴线与工作台旋转轴线不重合会造成加工误差,为此,提出了一种盘类齿轮成形磨齿自适应加工方法。介绍了盘类齿轮成形磨齿自适应加工实现原理;通过采集齿轮在工作台上的关键位置坐标,拟合出了齿轮中心孔轴线在工作台坐标系的实际位置,以该轴线为Z轴建立了齿轮轴线坐标系,推导了齿轮轴线坐标系内坐标与工作台坐标系内坐标的转换公式,并计算出每个齿槽切削时砂轮需要调整的角度。齿轮加工实例计算与仿真模拟的结果表明：当齿轮装夹后中心孔轴线偏心时,通过该方法可以提高齿轮的加工精度。     

薄宽带钢横向瓢曲行为的解析研究

基于艾利应力函数和S. Timoshenko最小功原理建立了薄宽带钢横向瓢曲变形的全新力学分析模型和计算方法,获得了其前屈曲应力场分布的表达式,并同时运用伽辽金虚位移原理解法获得了其临界屈曲载荷;进一步推导得到了不均匀载荷作用下薄宽带钢横向瓢曲变形的后屈曲摄动求解方法及相应数学表达式,计算获得的后屈曲模态与局部拉伸实验得到的瓢曲模态符合良好。     

SE9100视觉系统与SR84××SCARA系列机器人的坐标变换及应用

介绍了从 Ｓ Ｅ９１００ 视觉系统的图像监视器坐标变换成 Ｓ Ｒ８４×× Ｓ Ｃ Ａ Ｒ Ａ 系列机器人坐标的原理、 Ｓ Ｅ９１００ 视觉系统函数库中的坐标变换函数及综合应用上述视觉系统和机器人对直齿圆柱齿轮进行检验的原理。     

基于空间坐标系的齿轮建模方法与应用研究

给出利用空间坐标系创建齿轮模型的一种方法,即用坐标系方程计算出齿轮轮廓曲面和齿根过渡曲面的三维坐标值,然后利用Pro/E的曲面命令把这些坐标值上的点啮合成轮廓曲面模型,利用曲面模型对齿坯模型进行实体化操作,即可实现齿轮的快速精确建模。通过实验表明,在Pro/E设计环境下,基于空间坐标系的齿轮三维建模方法,建模精度高,速度快,是一种高效的齿轮建模方法。     

Research on initiative scheduling mode for a physical internet-based manufacturing system

Industrial robotics provides high flexibility and reconfigurability supported by a user-friendly programming, but still lacks in accuracy. An effective workcell calibration reduces errors in robot manufacturing and enables robot machining applications. A novel workcell calibration method is embedded in an integrated design framework for an in-depth exploitation of CAD-based simulations and offline programming. The method is composed of two steps: first calibration of the workpiece-independent equipment in the workcell layout and final automated online calibration of workpiece-dependent equipment. The method is finally applied to a changeable robotic workcell for finishing aluminium cast housings for aerospace gear transmissions characterised by complex shapes and by close dimensional and geometrical specifications. Experimental results prove the method effectiveness in enhancing accuracy in robot machining.     

展成式电化学机械光整加工圆柱齿轮的齿面质量与精度特性

齿轮是机械制造业中的核心传动元件之一。在齿轮材料的力学性能类似条件下,优良的齿面质量和精度特性可显著提高齿轮使用性能和寿命。对齿轮进行精加工和光整加工是提高齿轮精度和齿面质量的主要手段。电化学机械光整加工(Electrochemical mechanical finishing,ECMF)具有很高的整平效率和整平能力,将电化学机械光整加工技术用于圆柱齿轮加工,对解决齿轮精度和齿面质量问题具有重要意义。提出齿轮ECMF的展成式实现方式,试验研究工艺参数对齿面粗糙度的影响规律,展成式电化学机械光整加工对齿轮齿形、齿间和齿向精度的影响规律。研究结果表明,圆柱齿轮展成式电化学机械光整加工可将齿面粗糙度Ra值从大于1.0μm降至小于0.1μm,与加工前指标相比,齿面形貌特性得到改善,齿间精度提高2级,齿形和齿向精度也得到提高。     

Surface finishing method for tooth flank of heat-treated surface-hardened small gears using a gear-shaped tool composed of alumina-fiber-reinforced plastic

High-accuracy gears are necessary to ensure the strength and silence of compact geared motors. Heat-treated surface-hardened small gears are employed in the reducer of a compact geared motor. The heat treatment causes distortion, which deteriorates the gear accuracy. To remove this distortion, surface-hardened small gears are rehobbed with a carbide hob. The rehobbing makes a tool mark on the gear tooth surface. This tool mark leads not only to strength deterioration of the tooth surface, but also vibration and noise. Therefore, a surface finishing method that eliminates the tool mark is required. However, it is difficult to finish surface-hardened small gears. This study proposes a tooth surface finishing method for a surface-hardened small gear. The method employs a gear-shaped tool composed of alumina-fiber-reinforced plastic (ALFRP) and a surface finishing device with an oscillation/traverse system. The proposed method was used in an experiment to remove the tool mark on the gear tooth flank of a surface-hardened small gear rehobbed by the carbide hob. The effectiveness of this method was verified. In addition, the processing mechanism of the ALFRP gearshaped tool was analyzed by observing the tool and the chips.     

机器人用高精度RV减速器中摆线轮的优化新齿形

根据机器人用高精度RV减速器对运动精度、回差、扭转刚度、传动效率和承载能力等主要技术指标的要求,提出了机器人用RV减速器中摆线轮齿形修形应具备的条件,并在此基础上,提出了摆线轮齿形的优化设计数学模型.所提出的摆线轮优化新齿形经样机试验证明是正确和实用的.     

基于双目视觉的六自由度工业机器人控制系统研究

目前机器人视觉系统正越来越广泛地应用于视觉检测、视觉引导和视觉装配领域。为了使机器人能够快速准确地识别、检测、抓取工作台上的工件,该文设计了一套双目视觉的六自由度工业机器人控制系统。文中以张正友摄像机标定法为理论依据研究双目视觉合成技术,利用MATLAB摄像机标定工具箱分别获取左右摄像机的内外参数;通过建立机器人用户坐标系、摄像机坐标系以及世界坐标系实现了空间坐标转换;由OpenCV图像处理算法获得工件坐标位置,控制系统驱动机器人实现工件抓取。     

A systematic approach to identify the error motion of anN-degree of freedom manipulator

A generalised calibration technique for identifying the joint geometric parameters of an N-degrees-of-freedom (d.o.f.) robot manipulator model is presented. The technique is analogous to the synthesising calibration method applied in the calibration of coordinate measuring, machines. It describes the state of each joint by six d.o.f. and assumes rigid-body motion. The initial step in the calibration involves locating the axis of motion of each joint; the axes are then used to extract the kinematic parameters, introduced by Denavit-Hartenberg (D-H). In order to derive the generalised manipulator kinematic equation, the robot model is modified to include the six error motion components associated with each axis. The paper also addresses the problem of identifying the error motion components of each joint, on the basis of a set of measurement of three noncollinear points at the robot end-effector at various joint configurations. Because the technique is based on axis-by-axis calibration, other non-geometric errors such as joint backlash and gear transmission error may also be revealed.