辅助示教工具包括位置测量单元和姿态测量单元

2018-10-19   阅读:109

  跟着视觉手艺、传感手艺,智能节制,收集和消息手艺以及大数据等手艺的成长,将来的机械人编程手艺将会发生底子的变化, 次要表示正在以下几个方面:

  但因为目前贸易化的离线编程软件成本较高,利用复杂,所以对于中小型机械人企业用户而言,软件的性价比不高。

  图9 基于加强现实的机械人编程架构

  (2)正在将来,离线编程手艺将会获得进一步成长,并取CAD / CAM、视觉手艺、传感手艺,互联网、大数据、加强现实等手艺深度融合,从动感知、辨识和沉构工件和加工路径等,实现路径的自从规划,从动纠偏和自顺应情况。示教盒示教具有正在线示教的劣势,操做简洁曲不雅。⑤按照离线编程手艺和现场获取的几何消息自从规划加工路径、焊接参数并进行仿实确认。义务编纂:图1 机械人示教盒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。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!

  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。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。因为离线编程不占用机械人正在线时间,提高了设备操纵率,同时离线编程手艺本身是CAD / CAM一体化的构成部门,能够间接操纵CAD数据库的消息,大大削减了编程时间,这对于复杂使命长短常有用的。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。车身机械人点焊过程如图2 所示。图3 基于激光辅帮示教的遥控操做系统编程手艺的成长及使用环境6、设有全勤奖、工龄奖、超产奖等,优良员工奖,主要节日发放节日礼品或过节费,供给返乡车资津贴;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。

  1. 示教编程手艺

  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。②使编程者远离危险的工做情况,改善了编程情况。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。④便于和CAD/CAM 系统连系,做到 CAD/CAM/ROBOTICS一体化。⑤可利用高级计较机编程言语对复杂使命进行编程。⑥便于点窜机械人法式。

  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。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)。

  图5 为采用FANUC 公司的Roboguide软件进行离线编程的一个实例。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。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。

  ①编程将会变得简单、快速、可视、模仿和仿实立等可见。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。(3)多传感器消息融合自从编程③基于互联网手艺实现编程的收集化、近程化、可视化。?文章来历:金属加工:4. 基于加强现实的编程手艺四、结语(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。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。

  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。

  ②基于视觉、传感,消息和大数据手艺,感知、辨识、沉构情况和工件等的CAD模子,从动获取加工路径的几何消息。

  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。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。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。

  做者简介: 张轲,朱晓鹏,上海交通大学;谢妤,沪东中华制船(集团)无限公司。

  图6 基于布局光的路独自从编程

  (3)力觉传感辅帮示教

  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。此中环节步调如图4所示。

  

辅助示教工具包括位置测量单元和姿态测量单元

  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。(4)公用东西辅帮示教图2 汽车车身机械人点焊(1)基于激光布局光的自从编程(3)现有离线编程软件取当前需求的差距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。如图1所示,示教盒次要有编程式和遥感式两种。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。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。(2)激光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。此外日本安川公司开辟了MotoSim离线编程软件,FANUC公司开辟了Roboguide离线编程软件,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。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。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。(2)贸易离线编程软件下面小编迁就机械人编程手艺的成长做一引见,但愿能给大师带来一些开导。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?

  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。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。

  别的,目前市场上的离线编程软件还没有一款可以或许完全笼盖离线编程的所有流程,而是几个环节独立存正在。对于复杂布局的弧焊,离线编程环节中的路径标签成立、轨迹规划、工艺规划长短常繁杂耗时的。拥无数百条焊缝的车身要建立路径标签,为了包管位置精度和合适的姿势,操做人员可能要破费数周的时间。虽然像碰撞检测、结构规划和耗时统计等功能已包含正在路径规划和工艺规划中,但到目前为止,还没有离线编程软件可以或许供给实正意义上的轨迹规划,而工艺规划则依赖于编程人员的工艺学问和经验。

  基于加强现实的机械人编程手艺可以或许阐扬离线编程手艺的内正在劣势,好比削减机械人的停机时间,平安性性好,操做便当等。因为基于加强现实的机械人编程手艺采用的策略是路径免碰撞、接近程度可缩放,所以该手艺能够用于大型机械人的编程,而正在线编程手艺则难以做到。

  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。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。(2)基于双目视觉的自从编程图7 传感器扫描焊缝为获取焊接路径④基于加强现实手艺实现离线编程和实正在场景的互动。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。原题目:【深度好文】工业机械人四种编程手艺2. 离线编程技。

  (1)编程环节步调

  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。

  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。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。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。

  三、编程手艺的成长趋向

  总之,正在不远的未来,保守的正在线示教编程将只正在很少的场所获得使用,好比空间摸索、水下、核电等,而离线编程手艺将会获得进一步成长,并取CAD /CAM、视觉手艺、传感手艺,互联网、大数据、加强现实等手艺深度融合,从动感知、辨识和沉构工件和加工路径等,实现路径的自从规划,从动纠偏和自顺应情况。

  图4 离线编程中的环节步调

  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。目前市场上常用的离线编程软件有:加拿大 Robot Simualtion公司所开辟的Workspace离线编程软件;以色列 Tecnomatix 公司所开辟开的ROBCAD离线编程软件;美国 Deneb Robotics 公司所开辟的IGRIP离线编程软件;A B B机械人公司开辟基于 Windows 操做系统的RobotStudio离线编程软件。

  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。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。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。

  (1)正在线编程体例简单易学,适合使用于复杂度低、工件几何外形简单的场所;离线编程体例适合加工使命复杂的场所,好比复杂的空间曲线、曲面等;而自从编程或辅帮示教则大大提高了机械人的顺应性,代表了编程手艺的成长趋向。

  图5 基于Roboguide的离线编程和仿实

  图8 基于视觉、力和位置传感器的路径从动生成系统

  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。将加强现实手艺用于机械人编程具有革命性意义。

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