广州友仪机电设计的机器人工装夹具避障系统

2020/3/18 14:17:07admin11

   大多数的焊接机器人路径规划是将机器人末端视为一个点,仅仅完成机器人末端和工件之间的避障。实际焊接过程中,工件是放置在工装夹具上的。因此,机器人维修和工装夹具的避障也必不可少。

   为了便于计算和直接观察,广州友仪机电工程师在计算机器人和工件的碰撞距离之前,需要将机器人用一些简单的几何体建模。比较常见的简化方法有:胶囊体法、长方体法、球体法。

   焊接机器人与工件避障可划分为三个步骤:环境建模、路径搜索、避障。环境建模就是根据机器人工作空间和工件情况,利用数学方法建立环境模型。环境模型中,工件和机器人均按照实际生产中的位置摆放。路径搜索是已经得到环境建模,在此基础上找到一条满足优化要求的路径。避障是指通过碰撞检测和几何法,找到一条满足优化要求的,无碰撞的路径。

   机器人避障的方法可分为传统法和智能优化方法两类,其中传统方法包括:人工势场、栅格法等。人工势场法是一种虚拟力法,主要内容为:吸引到目标和排除障碍。人工势场法结构简单,能够完成机器人各个关节和工件之间的避障。但是人工势场法的收敛精度不高,不能求得全局最优解。为解决这个问题,已经研究出通过定义新的势场方程,删除势场中的局部最优值,保障算法的收敛精度。栅格法是将机器人的工作空间利用简单的几何图形,如三角形,划分为多个简单的区域,称为栅格。这些栅格又可以根据是否包含障碍物分为障碍栅格和自由栅格。现阶段的大部分路径规划研究中,栅格法一般用于环境建模,需要结合其他智能算法,以便能快速的经过自由栅格,避开障碍栅格,找出最优的避障路径。

   双焊接机器人的路径规划在实际工业应用中具有一定的应用价值,不仅可以大大地缩短工程师前期的调试时间,还可以提高焊接精度和机器人工作效率。本测试基于栅格法建模蚁群算法完成机器人末端与工件避障,基于机器人建模与碰撞检测,实现机器人各个关节与工件、工装夹具的避障。采用改进的粒子群优化算法以及焊点分区实现了焊接机器人的路径优化。系统使用的是实际工件,研究的焊接路径优化与实际焊接情况相似,所获得的焊接路径,可以缩短焊接工程师示教时间以及提高焊接效率。

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