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

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

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１機(jī)器人裝配過程??Ｆｉｇ．?１．１?Ａｓｓｅｍｂｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｂｏｔ??

?６Ｒ型工業(yè)機(jī)器人裝配操作軌跡與運(yùn)動規(guī)劃研宄???蔡自興院士將機(jī)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(jī)器人軌跡規(guī)劃屬于機(jī)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(jī)器人運(yùn)動學(xué)的基礎(chǔ)上，討論機(jī)器人關(guān)節(jié)空間和笛卡??爾空間運(yùn)動軌跡規(guī)劃和生成方法［１Ｍ３］。機(jī)器人運(yùn)動規(guī)劃，在機(jī)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(biāo)狀態(tài)為止［１６＿１８］。??當(dāng)前機(jī)器人裝配操作比較成熟的是在結(jié)構(gòu)化環(huán)境下，針對特定的任務(wù)，采用人工示??教的方式使機(jī)器人進(jìn)行重復(fù)性的運(yùn)動。這種應(yīng)用方式極大地減輕了工人的勞動量，提升??了產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品效率［１９＿２１］。軸孔裝配問題（Ｐｅｇ－ｉｎ－ｈｏｌｅ?ｐｒｏｂｌｅｍ，ＰＩＨＰ）在機(jī)器人裝配技??術(shù)研究領(lǐng)域是一項受到普遍認(rèn)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(yīng)用形式：單機(jī)裝配、雙機(jī)協(xié)作裝配與單機(jī)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(jī)器人，大大提升了整個車間的生產(chǎn)效率。１９７８年，美國??Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ?公司推出通用型機(jī)器人?ＰＵＭＡ?（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ?Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ?Ｍａｃｈｉｎｅ?ｆｏｒ?Ａｓｓｅｍｂｌｙ，??ＰＵＭＡ），利用上位機(jī)對其進(jìn)行控制，在通用汽車公司裝配線應(yīng)用，如圖１．４所示。Ｒａｉｂｅｒｔ??和Ｃｒａｉｇ將力／位混合控制方法應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)中，對機(jī)器人裝配行為進(jìn)行力反饋??控制［３４］。美國Ｄｒａｐｅｒ?qū)嶒炇已兄屏?ＲＣＣ（Ｒｅｍｏｔｅ?Ｃｅｎｔｅｒ?Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ，?ＲＣＣ）裝置應(yīng)用于機(jī)??器人軸孔裝配，這種裝置一部分允許軸作側(cè)向移動而不轉(zhuǎn)動，另一部分允許軸繞遠(yuǎn)心轉(zhuǎn)??動而不移動，分別補(bǔ)償側(cè)向誤差和角度誤差，實現(xiàn)軸孔裝配［３５］。??圖１．４用于裝配的ＰＵＭＡ機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１．４?ＰＵＭＡ?ｒｏｂｏｔ?ｆｏｒ?ａｓｓｅｍｂｌｙ??日本在工業(yè)機(jī)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(jìn)機(jī)器人技術(shù)。１９７３年，日本日立公司開發(fā)出一種基于視覺的螺栓裝配機(jī)??器人，這種機(jī)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(jìn)行擰緊和擰??松動作。１９７４年

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于力/位混合控制的工業(yè)機(jī)器人精密軸孔裝配[J]. 吳炳龍,曲道奎,徐方.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2018(02)
[2]基于雙目視覺的六自由度工業(yè)機(jī)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(dǎo)工業(yè)機(jī)器人定位抓取系統(tǒng)設(shè)計研究[J]. 汪汝.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(07)
[4]淺析我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[J]. 鄧必懋,朱濤.  機(jī)械工程與自動化. 2017(02)
[5]基于工業(yè)機(jī)器人的未知曲面測量算法研究[J]. 王飛,晁智強(qiáng),張傳清,李華瑩,韓壽松.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(01)
[6]基于小區(qū)域融合的實時視頻拼接技術(shù)[J]. 李勇,杜丙新.  吉林大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2016(06)
[7]基于ROS平臺的六自由度機(jī)械臂運(yùn)動規(guī)劃[J]. 孟韶南,梁雁冰,師恒.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2016(S1)
[8]基于六維力傳感器的工業(yè)機(jī)器人末端負(fù)載受力感知研究[J]. 張立建,胡瑞欽,易旺民.  自動化學(xué)報. 2017(03)
[9]基于修型/射靶算法的工業(yè)機(jī)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(jī)器人. 2016(02)
[10]中國工業(yè)機(jī)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(xué)習(xí)與深度卷積特征的圖像標(biāo)注方法研究[D]. 宋光慧.浙江大學(xué) 2017
[2]六自由度串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動優(yōu)化與軌跡跟蹤控制研究[D]. 劉松國.浙江大學(xué) 2009

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



本文編號：3576762