干货 | 工业机器人四种编程技术你知道几种?

2018-11-16   阅读:96

  情况的光照前提差,视觉消息不克不及完全地反馈现场的环境,采用立体视觉做为视觉反馈手段,示教周期长。(1)基于激光布局光的自从编程?基于布局光的路独自从规划其道理是将布局光传感器安拆正在机械人的结尾,构成“眼正在手上”的工做体例,如图6所示,操纵焊缝跟踪手艺逐点丈量焊缝的核心坐标,成立起焊缝轨迹数据库,正在焊接时做为焊枪的路径。图6 基于布局光的路独自从编程韩国Pyunghyun Kim 将线布局光视觉传感器安拆正在 6 自正在度焊接机械人结尾,对布局化情况下的自正在概况焊缝进行了自从示教。因为可以或许将虚拟机械人添加到现实情况中,所以当需要原位接近的时候该手艺是一种很是无效的手段,如许可以或许避免正在标定现实情况和虚拟情况中可能碰着的手艺难题。该系统中机械人可以或许按照记号笔所绘制的线从动生成机械人路径,位移节制器用来连结机械人T C P点的位姿,视觉传感器用来使得机械人从动跟从曲线,力传感器用来连结TCP点取工件概况距离恒定。⑤可利用高级计较机编程言语对复杂使命进行编程。节制虚拟的机械人针对飞机模子沿着必然的轨迹活动,进而生成机械人法式,之后对现实机械人进行标定和编程。3. 自从编程手艺跟着手艺的成长,各类跟踪丈量传感手艺日益成熟,人们起头研究以焊缝的丈量消息为反馈,由计较机节制焊接机械人进行焊接路径的自从示教手艺。图3 基于激光辅帮示教的遥控操做系统(3)力觉传感辅帮示教?因为视觉误差,立体视觉示教精度低,激光视觉传感可以或许获取焊缝轮廓消息,反馈给机械人节制器及时调整焊枪位姿跟踪焊缝。例如一台虚拟的飞机清洗机械人模子被使用于按比例缩小的飞机模子。②使编程者远离危险的工做情况,改善了编程情况。

  第三方离线编程(国内):RobotArtRobotMaster、 RobotWorks、Robomove、RobotCAD、DELMIA机械人厂家(国外):(ABB)RobotStudio、(发那科) RoboGuide、(库卡)KUKA Sim 、(安川)MotoSim可对系统结构进行模仿,确认TCP的可达性,能否干与,也可进行离线编程仿实,然后将离线编程的法式仿实确认后下载到机械人中施行。1. 示教编程手艺(1)正在线示教编程?凡是由操做人员通过示教盒节制机械手东西结尾达到指定的姿势和位置,记实机械人位姿数据并编写机械人活动指令,完成机械人正在一般加工中的轨迹规划、位姿等关节数据消息的采集、记实。车身机械人点焊过程如图2 所示。系统设置装备摆设如图8所示,该系统集成了位移、力、视觉节制,引入视觉伺服,能够按照传感器反馈消息来施行动做。③利用范畴广,能够对各类机械人进行编程,并能便利地实现优化编程。End来历:金属加工,工控云学。

  但也无法顺应所有遥控焊接情况,如工件概况形态对激光辅帮示教有必然影响,犯警则焊缝特征点提取坚苦,为此哈尔滨工业大学高洪明等提出了“遥控焊接力觉遥示教手艺”,采用力传感器对焊缝进行辨识,系统布局简单,成本低,反映活络度高,力觉传感取焊缝间接接触,示教精度高。加强现实编程的架构如图9所示,由虚拟情况、操做空间、使命规划以及路径规划的虚拟机械人仿实和现实机械人验证等环节构成。通过激光视觉传感提取焊缝特征点做为示教点,提高了识别精度,实现了对平面曲线焊缝和复杂空间焊缝的遥控示教(见图3)。此中环节步调如图4所示。起首成立模具的C A D模子,以及机械人和模具之间的几何位置关系,然后按照特定的工艺进行轨迹规划和离线编程仿实,确认无误后下载到机械人节制中施行,实践证明取得了较好的结果。⑥便于点窜机械人法式。

  加强现实手艺融合了实正在的现实情况和虚拟的空间消息,它正在现实情况中阐扬了动画仿实的劣势并供给了现实情况取虚拟空间消息的交互通道。示教盒示教具有正在线示教的劣势,操做简洁曲不雅。(4)公用东西辅帮示教为了使得机械人正在三维空间示教过程更曲不雅,一些辅帮示教东西被引入正在线示教过程,辅帮示教东西包罗位置丈量单位和姿势丈量单位,别离来丈量空间位置和姿势。哈尔滨工业大学高洪明等提出了用于遥控焊接的激光视觉传感辅帮遥控示教手艺,降服了基于立体视觉显示遥控示教的错误谬误。2. 离线编程手艺取正在线编程比拟,离线编程具有如下长处:①削减停机的时间,当对下一个使命进行编程时,机械人可仍正在出产线上工做。图1 机械人示教盒图2 汽车车身机械人点焊(2)激光传感辅帮示教?正在空间摸索、水下施工、核电坐修复等极限情况下,操做者不克不及身临现场,焊接使命的完成必需借帮于遥控体例。正在这种形式下,机械人的编程体例、编程效率和质量显得越来越主要。图4 离线编程中的环节步调图5 基于Roboguide的离线编程和仿实(2)贸易离线编程软件 一般包罗:?几何建模功能、根基模子库、活动学建模功能、工做单位结构功能、路径规划功能、从动编程功能、多机协调编程取仿实功能。图9 基于加强现实的机械人编程架构总结:保守的正在线示教编程将只正在很少的场所获得使用,跟着手艺的更新,后三种会慢慢增加,有的仍是正在手艺研发期,谁先有冲破,都将获得市场。例如,采用机械人对汽车车身进行点焊,起首由操做人员节制机械人达到各个焊点对各个点焊轨迹通过人工示教,正在焊接过程中通过示教再现的体例,再现示教的焊接轨迹,从而实现车身各个位置各个焊点的焊接。图5 为采用FANUC 公司的Roboguide软件进行离线编程的一个实例。

  通过力觉遥示教焊缝辨识模子和自顺应节制模子,实现遥示教局部自顺应节制,通过共享手艺和视觉临场感实现人对遥控焊接遥示教宏不雅全局监控。如图1所示,示教盒次要有编程式和遥感式两种。基于加强现实的机械人编程手艺(RPAR)可以或许正在虚拟情况中没有实正在工件模子的环境下进行机械人离线编程。产物为公共汽车模具的一部门,需要对其概况进行激光熔覆,因为概况较为复杂,采用人工示教体例确定路径几无可能,故采用离线编程软件进行处理。(1)编程环节步调?机械人离线编程是操纵计较机图形学的功效,通过对工做单位进行三维建模,正在仿实情况中成立取现实工做情况对应的场景,采用规划算法对图形进行节制和操做,正在晦气用现实机械人的环境下进行轨迹规划,进而产朝气器人法式。正在焊缝上成立了一个随焊缝轨迹挪动的坐标来表达焊缝的位置和标的目的,并取毗连类型(搭接、对接、V 形)连系构成机械人焊接路径,此中还采用了 3 次样条函数对空间焊缝轨迹进行拟合,避免了常规的曲线毗连形成的误差,如图7所示。编程手艺的成长及使用环境对工业机械人来说,次要有三类编程方式:正在线编程、离线编程以及自从编程三类。降低编程的难度和工做量,提高编程效率,实现编程的自顺应性,从而提超出跨越产效率,是机械人编程手艺成长的终极逃求。但正在焊接中车身的位置很难包管每次都完全一样,故正在现实焊接中,凡是还需要添加激光传感器等对焊接路径进行纠偏和校正。图7 传感器扫描焊缝为获取焊接路径(2)基于双目视觉的自从编程?基于视觉反馈的自从示教是实现机械人路独自从规划的环节手艺,其次要道理是:正在必然前提下,由从控计较机通过视觉传感器沿焊缝从动跟踪、采集并识别焊缝图像,计较出焊缝的空间轨迹和方位(即位姿),并按优化焊接要求从动生成机械人焊枪(Torch)的位姿参数。由两个手臂和一个手腕构成,有6个自正在度,通过光电编码器来记实每个环节的角度。图8 基于视觉、力和位置传感器的路径从动生成系统4. 基于加强现实的编程手艺加强现实手艺源于虚拟现实手艺,是一种及时地计较摄像机影像的位置及角度并加上响应图像的手艺,这种手艺的方针是正在屏幕上把虚拟世界套正在现实世界并互动,加强现实手艺使得计较机发生的三维物体融合到现实场景中,加强了用户同现实世界的交互。

  正在当前机械人的使用中,手工示教仍然掌握着整个机械人焊接范畴,离线编程适合于布局化焊接情况,但对于轨迹复杂的三维焊缝,手工示教不单费时并且也难以满脚焊接精度要求,因而正在视觉扶引下由计较机节制机械人自从示教代替手工示教已成为成长趋向。借帮激光等安拆进行辅帮示教,提高了机械人利用的柔性和矫捷性,降低了操做的难度,提高了机械人加工的精度和效率,这正在良多场所长短常适用的。④便于和CAD/CAM 系统连系,做到 CAD/CAM/ROBOTICS一体化。(3)多传感器消息融合自从编程?有研究人员采用力节制器,视觉传感器以及位移传感器形成一个高精度从动路径生成系统。激光视觉传感可以或许获取焊缝轮廓消息,反馈给机械人节制器及时调整焊枪位姿跟踪焊缝。当前机械人普遍使用于焊接、拆卸、搬运、喷漆及打磨等范畴,使命的复杂程度不竭添加,而用户对产物的质量、效率的逃求越来越高。将加强现实手艺用于机械人编程具有革命性意义。操做时,由操做人员手持该设备的手腕,对加工路径进行示教,记实下路径上每个点的位置和姿势,再通过坐标转换为机械人的加工路径值,实现示教编程,操做简洁, 精度高,不需要操做者现实操做机械人,这对良多非专业的操做人员来说长短常便利的?

  

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