【摘 要】
:
在机器人焊接过程中,由于焊件偏移、热变形等因素的影响,实际焊接轨迹与示教轨迹总存在一定偏差,使得示教焊接已无法满足较高精度的焊接需求。近年来,基于3D视觉引导的焊接机器人通过传感器对焊缝位置进行重定位,可有效地提高焊接质量。然而,引导焊接系统对确定空间坐标系变换关系的标定算法提出了更为精确的要求。为此,本文对焊接过程所进行的标定流程进行了深入研究,提出了相应的标定算法,以满足3D引导焊接机器人的整
论文部分内容阅读
在机器人焊接过程中,由于焊件偏移、热变形等因素的影响,实际焊接轨迹与示教轨迹总存在一定偏差,使得示教焊接已无法满足较高精度的焊接需求。近年来,基于3D视觉引导的焊接机器人通过传感器对焊缝位置进行重定位,可有效地提高焊接质量。然而,引导焊接系统对确定空间坐标系变换关系的标定算法提出了更为精确的要求。为此,本文对焊接过程所进行的标定流程进行了深入研究,提出了相应的标定算法,以满足3D引导焊接机器人的整体应用需求。为精确求解焊接机器人的工具坐标系变换矩阵,本文对工具坐标系的标定原理及标定误差产生因素进行了详细的阐述和研究。对于误差占比最大的静态结构参数误差,在基于点约束的机器人运动学参数标定方法的基础上,提出一种将运动学参数和工具坐标参数相融合的参数补偿标定方法,可大大简化标定流程,并提高参数标定精度。针对该方法求解过程中存在的奇异矩阵问题,采用弹性网回归的方法对误差参数进行辨识,从而提高了焊接机器人工具中心点的定位精度。本文还研究了线结构光传感器与焊接机器人之间的标定关系,完成了手眼标定。首先通过线结构光传感器的成像原理进行分析,理解从像素坐标到传感器坐标的转换的含义;然后根据传统“Eye-in-hand”模式建立传感器与焊接机器人的手眼标定模型,将传感器得到的二维像素值转化为机器人基坐标系下的三维坐标值。针对标定过程中由于机器人测量误差造成的手眼矩阵精度降低问题,在模型中加入欧拉角信息,改进了标定模型,可减小实验数据误差的影响;最后采用牛顿迭代法对标定模型进行求解,得到了手眼标定的变换矩阵。为了验证本文提出的标定方法的有效性,构建了机器人仿真平台,在仿真实验中验证了实验精度;并将其应用在真实的焊接机器人实验平台,进行机器人工具坐标系标定与手眼标定实验,实验用机器人基础误差远大于实际环境中焊接机器人,但最终的工具中心点形成的球半径满足3mm-5mm的工业需求,手眼标定的结果由于初始误差过大的原因导致不是很理想但实际使用中也能基本满足需求。实验结果表明上述标定方法均能满足实际焊接机器人对精度的需求。
其他文献
植物的生长发育依赖于干细胞持续的维持和分化。在茎尖生长点干细胞组织中心表达的WUS对于调控干细胞的稳态非常重要。植物的生长发育同时受到外界环境条件的影响,其中光照是调控生长点干细胞的重要环境信号,可以维持和激活WUS基因的表达。但是目前对于光信号如何调控WUS表达的信号途径尚不完全清楚。RCA是Rubisco的活化酶,Rubisco是光合作用固碳步骤的核心酶,在Rubisco的活化过程起到重要的作
藤壶是代表性海洋污损生物,在海中人工设施表面牢固附着,造成严重污损危害。在天然海区中,藤壶形成同种群聚附着的生态现象,藤壶在海中人工设施表面的高密度群聚也是其难以防除的一个重要原因。藤壶的群聚附着机制研究不仅有助于阐明藤壶在天然海区中的附着过程和种群形成机制,对采取相应的人为措施防止藤壶污损也具重要意义。通常认为藤壶通过接触型和水传型附着信息素诱导同种金星幼体附着从而形成群聚。目前已鉴定出藤壶的接
数值流形(NMM)是一种强有力的数值计算方法,有限元(FEM)和不连续变形方法(DDA)都是其特殊情况。在对数值流形进行非线性分析时,需要选择一种合适的求解方法进行平衡方程的求解。牛顿-拉普森迭代(N-R)法是寻找方程根的一种重要方法,其本质是二阶梯度下降,体现出收敛速度快的特点。本文以求解非线性数值流形问题为出发点,选取牛顿-拉普森迭代法这一数值求解方法为求解手段,主要研究了利用牛顿-拉普森迭代
GaN基边发射激光器和发光二极管是两种重要的半导体光电器件,然而边发射激光器常规采用的法布里-珀珞共振腔结构以及发光二极管的宽自发辐射特征,使得边发射激光器多呈现多纵模激射特征,发光二极管的发光峰很宽,这些都不利于某些需要窄线宽应用的场合,限制了器件的广泛应用。本论文针对GaN基边发射激光器和发光二极管中存在的发射光谱较宽的问题,开展了光栅外腔激光器和共振腔发光二极管(RCLED)的研究工作,通过
随着社会经济发展水平的提高,智能交通系统的应用范围越来越广泛,车牌识别作为智能交通系统的重要组成部分,很多研究者也在不断的对车牌识别的算法进行改进优化,深度学习的发展,更是把这一研究推向高潮,通过深度学习算法的应用,车牌识别算法在一定程度上简化了算法步骤,且精度也得到了提高。本文以车牌识别为目标,针对国内开源的CCPD数据集,借助深度学习的理论知识,针对车牌定位模块设计了双网络模型,再利用U-Ne
基于麦克斯韦方程组在坐标变换下的“形式不变性”,变换光学提供了一种通过修改麦克斯韦方程组中的变量来修改场的方法。本论文首先介绍了变换光学的研究背景及国内外的研究现状,接着介绍了坐标变换和空间变换的一些方法,其中重点关注了空间变换中的共形变换光学和准共形变换光学。实际上,从宏观到微观,由于麦克斯韦方程组的形式不变性,空间坐标变换提供了适当的介电常数和磁导率张量,因此,光在任何规模下都是可控的。基于此
推动生活垃圾分类对破解“垃圾围城”困境、减少温室气体排放、缓解全球气候变暖的进程、应对国家能源短缺、改善城市生态环境具有重要意义。相较于传统人工垃圾分类,智能垃圾分类对于管理者而言可以更加方便的管理,对于清运工而言提升工作效率,对于用户而言更加方便的投递垃圾。随着互联网人工智能技术和智能化设备的蓬勃发展,智能垃圾分类技术的未来更加辽阔。依托于可以对垃圾进行自动分类的智能化垃圾桶,本文设计实现了一个
随着智能手机的快速发展,手机锂电池的生产需求也与日俱增。为保证手机锂电池生产效率,锂电池的制造过程已基本实现自动化,然而其外观质量检测仍处于人工检测阶段。因此,引入基于机器视觉的外观检测方法已成为工业检测的研究热点。机器视觉检测过程中,由于受到复杂生产过程、光照条件等因素影响,采集到的锂电池外观图像质量不一,从而导致常用机器视觉自动检测方法精度不高。因此,本文针对手机锂电池表面缺陷检测算法及其应用
目的为促进下肢长管状骨骨折愈合,本研究尝试研制一简单轻便、个性化的预警负重鞋具,意在让患者获取患肢负重应力变化,指导其早期负重锻炼,并初步应用于临床,观察其应用效果,进而研制一款智能鞋具与手机软件,指导患者康复训练的同时,拟实现个性化康复训练管理。方法预警负重鞋具利用步行过程中自身产生的重力对骨折部位产生适宜的压应力而产生作用效果,该鞋主要由鞋体、压力传感器、显示屏及用于供电的电路构成,压力传感器
根据传统抗震设计方法建造的钢框架结构在历次大地震中整体抗震性能较好,有效保证了居住者的生命安全。但是与此同时,多次震后调查表明传统的钢框架在强震作用后损伤严重,梁柱节点和柱脚发生严重的屈服或屈曲,残余变形较大,加固维修费用昂贵或无法维修,并且造成建筑物的使用功能中断,经济损失和社会影响巨大。针对上述问题,本文研发了一系列可恢复功能节点及结构体系,包括装配式自复位韧性摇摆钢柱、装配式梁柱自复位摩擦耗