工業(yè)機器人具有通用性與可編程性強,安全性高等特點而被制造業(yè)廣泛應用。工業(yè)機器人裝配操作技術、焊接技術、3D打印技術等成為時下研究的熱點,其中工業(yè)機器人裝配操作技術已成為航天、汽車等高端制造領域的關鍵技術。點到點運動是傳統(tǒng)裝配機器人的主要動作。然而,隨著科技的進步,工業(yè)“制造”逐漸向工業(yè)“智造”轉變,傳統(tǒng)的工業(yè)機器人擁有高速運動時機身振動無法消除、關節(jié)奇異區(qū)域運動不連續(xù)、雙機協(xié)作的柔順性差、目標識別時易感知混淆等局限性,制約了工業(yè)機器人向智能裝配延伸。因此,智能裝配對工業(yè)機器人現有裝配操作的軌跡與運動規(guī)劃技術提出嚴峻挑戰(zhàn),研究意義重大。國內外已開展大量有益的研究,但原有工業(yè)機器人裝配操作軌跡與運動規(guī)劃技術不能從根本上解決機器人軌跡優(yōu)化時奇異值所導致的優(yōu)化結果不精確或不可用,難以開發(fā)合適的優(yōu)化算法;缺乏在雙機協(xié)作時,主從機器人的協(xié)作路徑、軌跡以及運動跟隨的規(guī)劃與控制,運動效率低且柔順性差;無法有效摒除環(huán)境干擾對機器人識別目標的影響,導致機器人自主裝配的成功率低、精度差。本文對6R型工業(yè)機器人從單機軌跡規(guī)劃、雙機協(xié)作柔順控制、單機在線運動規(guī)劃等方面入手,提出合理的軌跡優(yōu)化和運動規(guī)劃策略,為提... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：140 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１機器人裝配過程??Ｆｉｇ．?１．１?Ａｓｓｅｍｂｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｂｏｔ??

?６Ｒ型工業(yè)機器人裝配操作軌跡與運動規(guī)劃研宄???蔡自興院士將機器人操作的規(guī)劃按智能程度分為低層規(guī)劃與高層規(guī)劃，按實時性分??為離線方式與在線方式［１（）］。機器人軌跡規(guī)劃屬于機器人低層、離線規(guī)劃，這種規(guī)劃方式??基本不涉及人工智能問題，而是在機器人運動學的基礎上，討論機器人關節(jié)空間和笛卡??爾空間運動軌跡規(guī)劃和生成方法［１Ｍ３］。機器人運動規(guī)劃，在機器人規(guī)劃中屬于高層、在??線規(guī)劃［１４，１５］，它從某個特定的問題狀態(tài)出發(fā)，尋求一系列行為動作，并建立一個操作序??列，直到求得目標狀態(tài)為止［１６＿１８］。??當前機器人裝配操作比較成熟的是在結構化環(huán)境下，針對特定的任務，采用人工示??教的方式使機器人進行重復性的運動。這種應用方式極大地減輕了工人的勞動量，提升??了產品質量及產品效率［１９＿２１］。軸孔裝配問題（Ｐｅｇ－ｉｎ－ｈｏｌｅ?ｐｒｏｂｌｅｍ，ＰＩＨＰ）在機器人裝配技??術研究領域是一項受到普遍認可的、非常有代表性的問題之一。軸孔裝配包含三種典型??的應用形式：單機裝配、雙機協(xié)作裝配與單機在線自主裝配，如圖１．２所示。??ｉ?傳感器??

下屬裝配廠加入Ｕｎｉｍａｔｅ機器人，大大提升了整個車間的生產效率。１９７８年，美國??Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ?公司推出通用型機器人?ＰＵＭＡ?（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ?Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ?Ｍａｃｈｉｎｅ?ｆｏｒ?Ａｓｓｅｍｂｌｙ，??ＰＵＭＡ），利用上位機對其進行控制，在通用汽車公司裝配線應用，如圖１．４所示。Ｒａｉｂｅｒｔ??和Ｃｒａｉｇ將力／位混合控制方法應用到工業(yè)機器人關節(jié)中，對機器人裝配行為進行力反饋??控制［３４］。美國Ｄｒａｐｅｒ實驗室研制了?ＲＣＣ（Ｒｅｍｏｔｅ?Ｃｅｎｔｅｒ?Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ，?ＲＣＣ）裝置應用于機??器人軸孔裝配，這種裝置一部分允許軸作側向移動而不轉動，另一部分允許軸繞遠心轉??動而不移動，分別補償側向誤差和角度誤差，實現軸孔裝配［３５］。??圖１．４用于裝配的ＰＵＭＡ機器人??Ｆｉｇ．?１．４?ＰＵＭＡ?ｒｏｂｏｔ?ｆｏｒ?ａｓｓｅｍｂｌｙ??日本在工業(yè)機器人方面發(fā)展稍晚干美國。１９６７年，日本川崎重工與美國Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ??公司合作并引進機器人技術。１９７３年，日本日立公司開發(fā)出一種基于視覺的螺栓裝配機??器人，這種機器人在移動的同時可以通過視覺找到模具上螺栓的位置然后進行擰緊和擰??松動作。１９７４年

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于力/位混合控制的工業(yè)機器人精密軸孔裝配[J]. 吳炳龍,曲道奎,徐方.  浙江大學學報(工學版). 2018(02)
[2]基于雙目視覺的六自由度工業(yè)機器人控制系統(tǒng)研究[J]. 劉保朝.  工業(yè)儀表與自動化裝置. 2017(04)
[3]視覺引導工業(yè)機器人定位抓取系統(tǒng)設計研究[J]. 汪汝.  數字技術與應用. 2017(07)
[4]淺析我國工業(yè)機器人技術的產業(yè)化發(fā)展[J]. 鄧必懋,朱濤.  機械工程與自動化. 2017(02)
[5]基于工業(yè)機器人的未知曲面測量算法研究[J]. 王飛,晁智強,張傳清,李華瑩,韓壽松.  科學技術與工程. 2017(01)
[6]基于小區(qū)域融合的實時視頻拼接技術[J]. 李勇,杜丙新.  吉林大學學報(理學版). 2016(06)
[7]基于ROS平臺的六自由度機械臂運動規(guī)劃[J]. 孟韶南,梁雁冰,師恒.  上海交通大學學報. 2016(S1)
[8]基于六維力傳感器的工業(yè)機器人末端負載受力感知研究[J]. 張立建,胡瑞欽,易旺民.  自動化學報. 2017(03)
[9]基于修型/射靶算法的工業(yè)機器人固定路徑時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[J]. 南文虎,鄭海霞,葉伯生.  機器人. 2016(02)
[10]中國工業(yè)機器人在全球價值鏈的地位及變化趨勢[J]. 董桂才.  中國科技論壇. 2016(03)

博士論文
[1]基于遷移學習與深度卷積特征的圖像標注方法研究[D]. 宋光慧.浙江大學 2017
[2]六自由度串聯(lián)機器人運動優(yōu)化與軌跡跟蹤控制研究[D]. 劉松國.浙江大學 2009

碩士論文
[1]基于視覺/力傳感器的機器人柔順裝配技術研究[D]. 李海龍.燕山大學 2014
[2]仿人智能機械手孔軸裝配無標定視覺伺服研究[D]. 邱靜.重慶大學 2014
[3]工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃算法的研究與實現[D]. 高巖.中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所） 2014
[4]6R型機器人腕部結構及運動學研究[D]. 劉柯.東北大學 2010
[5]視覺引導技術在工業(yè)機器人智能抓取中的應用[D]. 呂游.合肥工業(yè)大學 2009



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