激光加工机器人复杂相贯线切割轨迹规划方法

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作者 李莎 高威 +1 位作者 陈磊 梁晓莉 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期226-231,共6页

激光加工机器人在执行复杂相贯线切割任务时,由于无法对大量三维空间数据进行处理,导致其容易出现轨迹规划精度不佳的问题。为解决这一问题,本研究提出了一种激光加工机器人复杂相贯线切割轨迹规划方法。首先,构建相贯线数学模型,切割... 激光加工机器人在执行复杂相贯线切割任务时,由于无法对大量三维空间数据进行处理,导致其容易出现轨迹规划精度不佳的问题。为解决这一问题,本研究提出了一种激光加工机器人复杂相贯线切割轨迹规划方法。首先,构建相贯线数学模型,切割过程中相贯线的具体形态;然后,运用平面转换结合插补递推技术,对相贯线的切割误差实施补偿处理,确保切割的精确性;最后,以经过补偿处理的相贯线作为切割轨迹,利用矩阵变换方法完成激光加工机器人的切割轨迹规划。实验结果表明,所提方法的激光加工机器人切割轨迹规划效果更好、精度更高,具有更大的应用价值。 展开更多

关键词 相贯线 激光加工机器人 矩阵变换 插补递推方法 轨迹规划

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铣削加工机器人旋量建模及几何求逆优化

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作者 赵佳伟 李卫东 +1 位作者 周勇 胡吉全 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期66-72,共7页

为了提高机器人在铣削加工应用中的性能,将旋量理论应用于铣削加工机器人的建模中。针对仿真过程中逆解计算太慢的问题,提出了一种改进几何法对求逆过程进行优化。该方法以库卡KR60铣削加工机器人为例,考虑铣削加工位置相对固定,忽略了... 为了提高机器人在铣削加工应用中的性能,将旋量理论应用于铣削加工机器人的建模中。针对仿真过程中逆解计算太慢的问题,提出了一种改进几何法对求逆过程进行优化。该方法以库卡KR60铣削加工机器人为例,考虑铣削加工位置相对固定,忽略了机器人前三个关节引起的逆解变化,从而简化了逆解的求取。仿真结果表明,经过改进后的几何法相对MATLAB软件自带求逆方法能够极大提高运算效率,减少仿真时间。 展开更多

关键词 铣削加工机器人 旋量理论 运动学逆解 几何法

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激光加工机器人在相贯线切割中的轨迹规划 被引量：5

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作者 林海波 李定街 +1 位作者 张毅 罗元 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期32-38,共7页

针对激光加工机器人在相贯线切割过程中对激光头的姿态要求严格以及相贯线位置模型复杂的问题,提出了一种控制激光头位置和姿态的连续轨迹规划方法。将激光头与切割点处待加工曲面的法线方向保持同轴,通过求解激光头与切割点处待加工曲... 针对激光加工机器人在相贯线切割过程中对激光头的姿态要求严格以及相贯线位置模型复杂的问题,提出了一种控制激光头位置和姿态的连续轨迹规划方法。将激光头与切割点处待加工曲面的法线方向保持同轴,通过求解激光头与切割点处待加工曲面的夹角来确定激光头的姿态;根据相贯线模型的特点,给出一种由圆柱面上三点(任意两点不在同一条母线上)确定相贯线轨迹的激光头位置插补算法。通过仿真验证了该轨迹规划方法可以有效地完成对激光头位置和姿态的控制。该方法计算量小、操作方便,对工业机器人在三维加工时的轨迹规划有一定参考价值。 展开更多

关键词 激光加工机器人 相贯线 轨迹规划 姿态 位置

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一种新型切削加工机器人的结构研究 被引量：2

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作者 王效岳 黄玉美 +3 位作者 刘永超 张广鹏 景蔚萱 董立新 《西安理工大学学报》 CAS 1999年第1期33-36,共4页

开发了一种新型结构切削加工机器人。该机器人采用刚度较高的关节结构和模块化结构，可以根据加工对象的特点快速组装成相应的刚度较高的切削加工机器人布局形式。实验结果表明，该新型结构机器人能完成切削加工任务。

关键词 切削加工机器人 结构 刚度 切削 机器人

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一种切削加工机器人运动功能方案的解析设计方法 被引量：3

5

作者 张广鹏 黄玉美 +2 位作者 王效岳 刘永超 雷晓强 《机床与液压》 北大核心 1999年第3期6-8,共3页

本文提出了一种以加工表面和刀具为输入信息，基于解析方法的切削加工机器人的运动功能方案设计方法。该方法可以突破传统设计模式的约束。

关键词 切削加工机器人 运动方案 运动规划 切削 机器人

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新型切削加工机器人常用表面加工方法研究 被引量：8

6

作者 王效岳 王成 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第12期98-99,共2页

在分析了传统切削加工机器人刚性差、精度低的基础上,研制成功了一种新型切削加工机器人。该切削加工机器人不仅具有机器人一样灵活的柔性,而且具有金属切削机床一样的刚性,特别适合于空间自由曲面的加工与测量等。在坐标变换理论的基础... 在分析了传统切削加工机器人刚性差、精度低的基础上,研制成功了一种新型切削加工机器人。该切削加工机器人不仅具有机器人一样灵活的柔性,而且具有金属切削机床一样的刚性,特别适合于空间自由曲面的加工与测量等。在坐标变换理论的基础上,提出了切削加工机器人关联矩阵加工理论。并且根据这一理论,给出端铣刀立铣加工平面的计算方法。通过ADAMS进行仿真,验证了所开发的切削加工机器人的可靠性以及关联矩阵加工理论的正确性,为控制和数控编程提供依据。 展开更多

关键词 切削加工机器人 关联矩阵加工理论 仿真 ADAMS

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弯曲木加工机器人模糊控制技术 被引量：1

7

作者 郭继峰 任洪娥 丛宪东 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期35-36,共2页

针对弯曲木弯曲过程中影响加工精度的非线性因素众多 ,精确数学模型难以建立的特点 ,提出弯曲木加工机器人控制的模糊智能控制方法。通过采集弯曲力的变化信号 ,总结弯曲经验 ,制定控制规则 ,改善了系统的动静态特性。仿真结果表明 ,这... 针对弯曲木弯曲过程中影响加工精度的非线性因素众多 ,精确数学模型难以建立的特点 ,提出弯曲木加工机器人控制的模糊智能控制方法。通过采集弯曲力的变化信号 ,总结弯曲经验 ,制定控制规则 ,改善了系统的动静态特性。仿真结果表明 ,这种控制器具有良好的抗干扰性和鲁棒性 ,可以获得满意的控制结果。 展开更多

关键词 弯曲木 成型加工机器人 自调整 模糊控制 抗干扰性 鲁棒性

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基于STEP-NC的切削加工机器人后置处理方法 被引量：1

8

作者 李丽 房立金 王国勋 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1612-1616,共5页

为了解决当前切削加工机器人控制系统中存在的开放性、智能化和集成化程度低的问题,将STEP-NC标准引入机器人加工领域,构建了基于STEP-NC的切削加工机器人后置处理系统.基于STDeveloper软件开发了高效的信息提取类库STNCLib,提出了基于... 为了解决当前切削加工机器人控制系统中存在的开放性、智能化和集成化程度低的问题,将STEP-NC标准引入机器人加工领域,构建了基于STEP-NC的切削加工机器人后置处理系统.基于STDeveloper软件开发了高效的信息提取类库STNCLib,提出了基于等照度线的复杂曲面分区刀具轨迹规划方法.在此基础上研究了机器人运动控制程序的自动生成方法,并最终生成机器人运动控制程序,实现机器人控制系统的信息集成.采用软件编程和仿真的方法对所提方法的正确性和有效性进行了验证,结果表明所提方法是合理和可行的. 展开更多

关键词 STEP-NC 切削加工机器人 后置处理系统 信息提取 刀具轨迹规划

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新型切削加工机器人及运动分析 被引量：1

9

作者 王效岳 黄玉美 +2 位作者 刘永超 高峰 张广鹏 《机床与液压》 北大核心 1999年第4期55-56,共2页

根据机械加工的要求，提出了切削加工机器人的结构方案，对切削加工机器人的加工运动进行了分析。

关键词 切削加工机器人 结构方案 运动分析 切削 机器人

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非光滑表面加工机器人建模及热辊压工艺研究

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作者 谷云庆 赵刚 +2 位作者 于伟波 牟介刚 郑水华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期221-228,共8页

针对油气管道内壁涂层减阻结构加工问题,提出一种能在管道内壁涂层表面加工出仿生非光滑表面减阻结构的方法。建立管道内壁辊压加工机器人结构模型,对双凸轮组件运动情况进行动力学分析,结合材料的流动特性,分析聚合物涂层材料在玻璃态... 针对油气管道内壁涂层减阻结构加工问题,提出一种能在管道内壁涂层表面加工出仿生非光滑表面减阻结构的方法。建立管道内壁辊压加工机器人结构模型,对双凸轮组件运动情况进行动力学分析,结合材料的流动特性,分析聚合物涂层材料在玻璃态转化温度附近的流动特性,建立聚合物黏弹性数学模型,利用黏弹性模型描述聚合物涂层的流变行为,采用数值模拟方法,研究热辊压过程中控制参数对热辊压后表面质量的影响,在辊压速度为0.5、1.0、1.5 rad/s三种情况进行辊压实验。结果表明:聚合物材料的流动变形量在保持温度不变的情况下,随着时间的增加而增加,在结束时刻,涂层凹坑形貌的回弹现象伴随着温度的降低而停止;在恒定辊压速度下,聚合物涂层凹坑的复制率随温度的升高而增大,温度较高时,蠕变速度加快,在辊压温度为150℃的2T/3时刻,聚合物涂层凹坑的形貌效果最佳,在辊压温度较低时,延长保压时间可达到相同的填充效果;在辊压速度为0.5 rad/s时,辊压后凹坑形貌与理想凹坑形貌最为接近,表现出较好的聚合物时间依赖性。 展开更多

关键词 非光滑表面 加工机器人 热辊压 聚合物 数值模拟

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五坐标加工机器人刀具姿态及其六坐标联动

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作者 张友阳 刘鹄然 《兵工自动化》 2004年第3期82-83,共2页

五坐标加工机器人采用闭环并联结构,各空间连杆与主轴相联。刀具中心和刀具主轴固联部件构成联动坐标系。求出控制轴与主轴部件铰接点中心坐标,以确定刀具加工姿态。用欧拉角(进动角ψ、章动角θ、为自转角Φ)确定刀具主轴方位。对应同... 五坐标加工机器人采用闭环并联结构,各空间连杆与主轴相联。刀具中心和刀具主轴固联部件构成联动坐标系。求出控制轴与主轴部件铰接点中心坐标,以确定刀具加工姿态。用欧拉角(进动角ψ、章动角θ、为自转角Φ)确定刀具主轴方位。对应同方位,求出主轴部件6轴中2轴瞬时长度相等的位置,由伺服电机改变连杆长度调整主轴姿态,以1控制端同时控制2轴可实现6坐标联动。 展开更多

关键词 加工机器人 六坐标联动 加工姿态 数控

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光学加工机器人定位误差测量与分析 被引量：8

12

作者 韩哈斯额尔敦 曾志革 +1 位作者 刘海涛 赵洪深 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期516-522,共7页

基于工业机器人的高灵活度光学加工系统可以加工大型或形状复杂的工件。但是,机器人自身定位误差特性会引起磨盘在工件表面上的定位精度降低,从而导致加工精度和加工效率的下降。本文研究了减小定位误差的方法并在仿真和光学加工实验中... 基于工业机器人的高灵活度光学加工系统可以加工大型或形状复杂的工件。但是,机器人自身定位误差特性会引起磨盘在工件表面上的定位精度降低,从而导致加工精度和加工效率的下降。本文研究了减小定位误差的方法并在仿真和光学加工实验中进行了验证。首先用API T3激光跟踪仪实时测出固定在机械臂末端的抛光工具在工作区域内的定位误差,以此为基础对驻留点进行误差补偿。实验测量结果表明,通过补偿后抛光工具的定位精度达到了光学精密加工的要求。通过仿真,计算了误差补偿前后磨盘的定位误差引起的驻留时间误差及去除量误差。结果表明,补偿之后,80%口径内去除量误差由整体去除量的3.68%降低至0.90%。最后,通过抛光实验验证了,经过位置误差的补偿并重新规划加工轨迹后,有效提高了加工效率,磨削量控制更精确。 展开更多

关键词 光学加工机器人 定位误差 去除量误差 抛光

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智能控制系统在弯曲木加工机器人速度控制中的应用

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作者 任洪娥 郭继峰 白帆 《林业机械与木工设备》 2005年第7期32-34,共3页

根据弯曲木加工过程中的非线性因素较多、难以建立精确数学模型的特点,提出将神经网络和专家系统相结合的智能控制方法应用于弯曲速度控制系统中,结合两种控制方法的优点设计出符合加工要求的控制系统。实验结果表明,这种控制器具有收敛... 根据弯曲木加工过程中的非线性因素较多、难以建立精确数学模型的特点,提出将神经网络和专家系统相结合的智能控制方法应用于弯曲速度控制系统中,结合两种控制方法的优点设计出符合加工要求的控制系统。实验结果表明,这种控制器具有收敛快,超调小,跟踪性好的优点,可获得满意的控制结果。 展开更多

关键词 智能控制系统 弯曲木加工机器人 速度控制 神经网络 专家系统

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六自由度铣削加工机器人刚度建模及误差补偿 被引量：11

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作者 陈守欢 周婷婷 胡天亮 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期404-418,共15页

针对铣削加工机器人低刚度特性影响加工精度的问题,对机器人的刚度建模和误差补偿方法进行研究。以ES165D型号的6自由度串联机器人为研究对象,综合考虑机器人关节变形、臂杆变形和臂杆重力对机器人末端变形的影响,建立了机器人整体刚度... 针对铣削加工机器人低刚度特性影响加工精度的问题,对机器人的刚度建模和误差补偿方法进行研究。以ES165D型号的6自由度串联机器人为研究对象,综合考虑机器人关节变形、臂杆变形和臂杆重力对机器人末端变形的影响,建立了机器人整体刚度模型;通过机器人末端受力变形试验,可知末端变形预测值与试验值的平均绝对百分比误差小于15%,证明了机器人刚度模型的有效性和准确性;基于机器人刚度模型对铣削加工过程中的加工路径进行补偿,补偿后加工路径的平均距离误差相对补偿前降低37.39%。 展开更多

关键词 铣削加工机器人 运动学分析 刚度模型 误差补偿

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异型曲面加工机器人自适应NDO控制 被引量：3

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作者 张煜 王耀南 贾林 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第12期256-264,共9页

针对异型曲面打磨机器人中摩擦导致的加工精度降低的问题,提出了一种改进的非线性干扰观测器对其进行观测和补偿。建立了高精度工业机械臂的动力学模型,基于该模型设计非线性干扰观测器并应用李雅普诺夫函数稳定性理论给出了系统的稳定... 针对异型曲面打磨机器人中摩擦导致的加工精度降低的问题,提出了一种改进的非线性干扰观测器对其进行观测和补偿。建立了高精度工业机械臂的动力学模型,基于该模型设计非线性干扰观测器并应用李雅普诺夫函数稳定性理论给出了系统的稳定性分析。引入典型摩擦模型,利用观测器估计不可测的内部摩擦状态,并将估计值用于PD控制器中摩擦补偿部分。经过仿真以及实验验证,对比实验结果表明该观测器可以使系统的控制精度大幅提高,降低了仿真实验的跟踪误差,实验平台的控制精度提高了30%以上,能很好地补偿双关节机械手的摩擦力,更好地跟踪关节位置。 展开更多

关键词 摩擦模型 非线性干扰观测器 曲面加工机器人 PD控制器

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六自由度可移动机械加工机器人的概念设计 被引量：3

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作者 齐志新 石昀杭 +1 位作者 岳彩月 徐强 《城市轨道交通研究》 北大核心 2020年第2期55-61,67,共8页

为了满足机械加工作业智能化的需要,设计了一款六自由度四履带双摇臂机械加工机器人。介绍了其移动平台机械结构设计,该移动平台能够满足移动、转弯与越障等功能并承载刀具中心换刀机构;介绍了其机械臂的模块化设计,该机械臂可以实现钻... 为了满足机械加工作业智能化的需要,设计了一款六自由度四履带双摇臂机械加工机器人。介绍了其移动平台机械结构设计,该移动平台能够满足移动、转弯与越障等功能并承载刀具中心换刀机构;介绍了其机械臂的模块化设计,该机械臂可以实现钻、铣、镗等机械加工作业。对机械臂正逆运动学进行分析,并使用Matlab软件中的Robotics Toolbox功能进行仿真;对机械臂采用拉格朗日方程计算方法进行动力学计算,使用SolidWorks Motion功能对机械臂进行动力学仿真。分析结果表明,所设计的机器人能够满足使用要求。 展开更多

关键词 机械加工机器人 移动平台 机械臂 运动学分析 动力学分析

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大尺度构件重载高精加工机器人本体设计与性能提升关键技术 被引量：16

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作者 丰飞 杨海涛 +1 位作者 唐丽娜 丁汉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第19期2269-2287,共19页

基于典型大尺度构件的移动机器人化加工需求背景与发展现状的总结与分析,提出了大工作空间、高刚度、高精度、重载、轻量化、高动态响应、大负载自重比的大尺度构件加工机器人本体的基本性能要求。围绕上述基本性能要求,从机器人本体构... 基于典型大尺度构件的移动机器人化加工需求背景与发展现状的总结与分析,提出了大工作空间、高刚度、高精度、重载、轻量化、高动态响应、大负载自重比的大尺度构件加工机器人本体的基本性能要求。围绕上述基本性能要求,从机器人本体构型与机构优化设计,高性能加工机器人专用控制器与加工机器人操作系统开发,加工机器人运动学参数动态标定及位姿误差实时预测与动态补偿,刚柔耦合多体动力学建模,机器人动力学控制及主动振动控制等方面,论证了重载高精度加工机器人本体的优化设计及机器人性能提升方法,并完成了大尺度构件加工机器人本体构型与机构的概念设计。大尺度构件加工机器人本体的创新设计与研制,可为航空航天等领域的典型大尺度构件提供高性能的超柔性机器人化加工系统,并有助于推动国产工业机器人关键性能的提升。 展开更多

关键词 机器人化加工 构型与机构设计 运动学标定 动力学控制 振动抑制 大尺度构件

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面向加工的并联机器人振动控制策略研究

18

作者 刘永兴 桂方志 王强 《机床与液压》 北大核心 2025年第11期90-98,共9页

针对并联加工机器人的振动控制,设计一种并联机器人多重调谐质量阻尼(MTMD)系统。建立并联机器人动力学模型,通过试验识别出其谐振模态频率为91.0~128.1 Hz。将质量阻尼系统设计为两个方向的并联配置,并建立多重调谐质量阻尼系统阻抗模... 针对并联加工机器人的振动控制,设计一种并联机器人多重调谐质量阻尼(MTMD)系统。建立并联机器人动力学模型,通过试验识别出其谐振模态频率为91.0~128.1 Hz。将质量阻尼系统设计为两个方向的并联配置,并建立多重调谐质量阻尼系统阻抗模型,在此基础上提出一种阻抗模型的多目标变振动特性优化方法。最后,通过模态试验和加工试验验证了所提并联机器人多重调谐质量阻尼系统阻抗系统在抑制机器人加工振动及提高加工质量方面的有效性。结果表明:共振模态的振幅沿X、Y轴分别降低38.8%和40.7%,所提MTMD系统可抑制20%~30%进给方向的振动和40%~50%径向方向的振动,工件的平均波纹度降低32%,粗糙度降低17%。 展开更多

关键词 并联加工机器人 振动控制 阻尼器 谐振模态

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面向机器人加工位姿精度的误差补偿策略研究

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作者 沈涛 朱维兵 +1 位作者 王强 廖璘志 《机床与液压》 北大核心 2025年第11期75-83,共9页

针对机器人串联配置导致的加工精度不足的问题,提出一种视觉导引的误差补偿控制策略。分析视觉传感器跟踪坐标系的建立方法对姿态测量误差的影响,并对建立方法进行优化。设计模糊PID控制器,通过机器人传感器接口与控制器集成,实时引导... 针对机器人串联配置导致的加工精度不足的问题,提出一种视觉导引的误差补偿控制策略。分析视觉传感器跟踪坐标系的建立方法对姿态测量误差的影响,并对建立方法进行优化。设计模糊PID控制器,通过机器人传感器接口与控制器集成,实时引导机器人到达期望姿态。最后,分别在空载运动、钻孔和铣削场景进行了实验,验证所提方法对提高机器人位姿精度的有效性和可行性。实验结果表明:在空载点对点运动中,补偿后位置误差最大值由1.11 mm降至0.04 mm(降幅96.4%),均方根误差(RMS)从0.78 mm降至0.03 mm(降幅96.2%);x、y、z轴角度误差最大值分别降低66.7%、99.5%、66.7%。线性轨迹实验中,位置误差最大值由0.48 mm降至0.05 mm(降幅89.6%),y轴角度误差RMS值降低92.9%。钻孔实验中,位置与轴向误差最大值分别降至0.08 mm(降幅88.7%)和0.03°(降幅72.7%)。铣削实验中,补偿后轨迹平均位置误差由1.35 mm降至0.04 mm,最大误差仅0.12 mm,最小误差达0.003 mm。综合来看,该方法在空载、钻孔及铣削场景下,位置误差降幅均超88%,角度误差降幅达50%~99.5%,显著提升机器人位姿精度,验证了视觉闭环反馈与模糊PID控制的有效性。 展开更多

关键词 机器人加工 姿态精度 视觉引导 误差补偿

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面向机器人加工系统的轮廓误差补偿策略研究

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作者 张晶晶 李慧娟 《机床与液压》 北大核心 2025年第11期69-74,共6页

为了提升机器人的加工精度,基于系统误差模型提出一种轮廓误差前馈补偿控制策略。根据机器人机械手的结构刚度,建立估计实际刀具中心点的系统模型,并通过系统模型和力扭矩传感器预测刀具的实际位置。利用插值得到的参考位置和预测的实... 为了提升机器人的加工精度,基于系统误差模型提出一种轮廓误差前馈补偿控制策略。根据机器人机械手的结构刚度,建立估计实际刀具中心点的系统模型,并通过系统模型和力扭矩传感器预测刀具的实际位置。利用插值得到的参考位置和预测的实际位置计算轮廓误差,在此基础上设计机器人加工系统的前馈轮廓控制器,通过修改参考位置来补偿预估轮廓误差,以最小化轮廓误差来提高加工精度。最后,通过机器人铣削加工实验,在不同进给速度下对所提轮廓误差控制策略的性能进行评价。结果表明:与文献[16]基于无线力传感补偿法方法相比,该算法可将轮廓误差降低29%。 展开更多

关键词 机器人加工 轮廓误差 前馈控制器 误差补偿

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