一、点焊机器人的位姿计算及仿真（论文文献综述）
方建文,晁永生,袁逸萍[1]（2021）在《改进B样条插值法的焊接机器人关节轨迹优化》文中研究说明为了提高汽车车身焊接过程中焊接机器臂轨迹的平稳性和精确度,在B样条插值法为基础上,建立三次B样条曲线数学模型,为使该曲线通过各焊点所对应的焊接机器臂关节空间位姿,反算曲线控制顶点,并对通过在控制顶点两侧添加辅助控制点的方法对机器人各关节进行轨迹优化,以提高机器人运动过程的平滑性。在MATLAB平台进行仿真实验并与三次样条插值法进行对比,优化结果表明,各关节在焊点附近的速度、加速度曲线变得更加平缓,验证了该方法的有效性。
曾氢菲,刘雪梅,冯焱,谢楠[2]（2021）在《双光束激光焊接机器人轨迹优化》文中指出为提高飞机大尺寸结构件T型接头的焊接质量,本课题组研究了新型双光束激光焊接机器人多臂协同焊接轨迹优化问题。本文提出了一种针对双侧焊缝焊接的机器人平顺高效运动的优化策略。首先,提取双曲度壁板上T型接头双侧焊缝和按压桁条的关键路径点信息,根据路径点局部坐标系相对于双光束激光焊接机器人基坐标系的转换矩阵,得到机器人三条机械臂末端的位姿表示;然后,基于双光束激光焊接机器人多轴运动链逆解计算得到机器人各关节的位移或转动角度;再采用5次B样条曲线对18个关节的位移或转动角度进行插补,以双光束激光焊接机器人高效、平稳运动为目标,建立机器人协同焊接作业轨迹优化模型;最后,采用多目标优化算法NSGA（non-dominated sorting genetic algorithm）Ⅲ进行求解,并将求解结果与NSGAⅡ多目标优化算法的求解结果进行对比,结果表明,NSGAⅢ求解计算的时间消耗比NSGAⅡ仅多3.8‰,但得到的Pareto解集的多样性提高了161.29‰,证明了NSGAⅢ优化算法的有效性。
侯俊豪[3]（2021）在《基于数字孪生的机器人焊接运行规划技术研究》文中提出
杜发兴[4]（2021）在《基于ROS的多机器人协同方法研究与实现》文中提出
杨轶焬[5]（2021）在《六关节搬运机器人控制系统的研究与开发》文中提出现代生产技术的革新推进了工业机器人的发展,机器人技术的研发深度与应用广度可以作为国家工业创新能力与自动化水平的重要体现。在国家行动纲领《中国制造2025》中提出,要大力推进机器人的产业化发展,助力中国制造快速转型升级。工业机器人的一大应用领域是搬运码垛,国产搬运机器人相较于国外还存在一定的差距,特别体现在运动平稳性和加工效率。本课题以安川机器人HP20D为研究对象,设计和搭建了一套开放式搬运机器人控制系统,开发了机器人软件系统;研究了搬运机器人位置和姿态规划算法;开展了机器人位姿重复性精度、连杆参数标定、运动规划实验,验证了控制系统的可行性及算法的有效性。主要的研究内容概括如下:1)根据安川机器人HP20D的电气参数及加工需求,制定了硬件系统的控制方案,选取了GUC运动控制器、驱动器等关键器件,设计了控制柜的硬件架构。针对“IPC+运动控制器”的开放式硬件平台,设计了一套基于Qt开发框架的搬运机器人软件系统。采用分层模块化的设计模式,开发了机器人插补数据缓冲、加工程序处理、坐标系标定、自动化码垛和Open GL搬运机器人仿真等核心程序模块。2)针对工业机器人末端轨迹不光顺、衔接速度慢、运动不平稳的问题,提出了一种基于非均匀B样条曲线的过渡模型及其运动规划算法。利用五次非均匀B样条曲线,构建了3连续的空间轨迹过渡模型;根据轨迹过渡的拐角速度约束以及轨迹长度的相互制约关系,提出了自适应速度前瞻算法;采用四阶龙格库塔-割线法,实现了B样条曲线的插补。3)为了解决工业机器人搬运过程中末端姿态过渡不平稳、加速度不连续的问题,提出了一种基于单位四元数的姿态曲线构建和插补方法。对于机器人两点姿态过渡问题,提出了基于单位四元数线性插值的姿态规划方法,给出了圆弧轨迹的姿态跟随方法。对于机器人多点姿态过渡问题,给出了2连续的四元数姿态样条曲线。使用五次多项式求取姿态曲线的时间参数,实现了姿态曲线的插补和多段轨迹的位姿同步。4)利用徕卡激光跟踪仪,进行了机器人的参数标定和轨迹测量实验。首先,利用Robo Dyn标定软件,标定机器人的实际连杆参数和零位误差;然后,利用Spatial Analyzer测量软件,测量了机器人的位姿重复性精度;最后,开展了机器人搬运、机床上下料轨迹、连续轨迹运动实验,分析了机器人末端速度、加速度曲线和轨迹跟随误差。实验结果表明,系统运行稳定,本文提出的算法相较于现有算法,运动时间缩短、效率提升,机器人运动更加平稳,满足搬运机器人的高速平稳运动要求。
周博俊[6]（2021）在《基于机器视觉的汽车钣金件位置与姿态测量方法研究》文中认为在汽车钣金车间中,大多数的汽车钣金件需要经过剪切、焊接、铆接、折弯扣边、弯曲成型等复杂的工艺加工成型,在此期间,工件需要在不同的加工工位之间转移,从而导致花费大量时间和人力来重复工件上下料过程,造成车间的生产效率不高且成本不断攀升。目前,虽然已逐步利用工业机器人代替人工完成上下料任务,但大部分依旧通过机器人“示教”的方法来引导机器人抓取工件,该方法只能按照规定路径发生动作,没有自主识别和定位的能力,自动化水平有待提升。为解决上述问题,本文基于机器视觉设计出了一套低成本、高精度、智能化且实用的工件位姿测量系统,辅助机器人实现精准快速的上下料,控制成本的同时提升机器人的智能化水平。本文的主要研究内容如下:（1）完成了系统软硬件的选择和工件三维点云采集平台的搭建工作,对相机模型原理及坐标之间的转换关系进行研究,完成了相机标定并验证其重建精度。通过对点云滤波算法和精简算法的研究,实现了相机采集到的场景点云在不丢失特征前提下去除噪点、减少点数。（2）实现了场景点云中的目标工件分割和识别。为提高后续配准算法的高效性和准确性,利用分割算法将工件从场景点云中分割出来,并采用模板匹配的方法完成识别,即通过建立离线模板库和点云识别算法识别出场景中的目标工件。（3）对汽车钣金件的三维点云位姿估计技术进行了研究。通过对多种点云配准算法的研究,初步确定了先由粗配准得到初始位姿,再由精配准得到精确位姿的配准方案,并针对传统的ICP算法中的不足做出了改进,最后通过完成配准实验,得到了本研究中最优的粗配准加上精配准的组合配准方案。（4）设计并完成了汽车钣金件的位姿测量实验。利用已搭建的实验平台进行多组重复实验,证明了该位姿测量方法的精度和实时性均能满足应用场景需求。本文基于汽车钣金车间的实际情况提出了一种利用深度相机实现钣金件位姿测量的新方法,利用Ensenso N10-304-18相机获取工件三维点云,对点云进行滤波和精简化处理后,利用改进的随机采样一致性算法和欧式聚类算法分割出工件点云,利用基于对应点分类的对象识别的模板匹配方法对零部件进行识别,在有遮挡情况下识别成功率达到71.7%,在无遮挡情况下识别成功率达到96.7%,最后通过Super4PCS的粗配准算法组合改进后的ICP精确配准算法得到目标工件位姿。利用该方法重复多组位姿测量实验得到:在有无遮挡的情况下测量结果均能达到位置误差Δd<4 mm,角度误差Δ<4.5°,计算时间t<6 s,能够满足工件的实际生产需求,对减少不断攀高的人工成本,加快实现汽车生产线完全自动化具有重要意义。
王平章[7]（2021）在《基于焊缝几何特征的自动焊接系统》文中指出本文在分析了近年来国内外焊接机器人的发展现状的基础上,对基于数控技术和基于工业机器人技术为主体的体系结构进行了研究,搭建了相应的自动焊接实验系统。结合未来自动化领域焊接技术主要方向-视觉图像传感技术和实际生产需求,通过研究焊接几何特征、焊缝轨迹规划、焊缝跟踪过程实时控制等相关技术来实现焊接过程智能化。具体开展了以下内容的研究:1.搭建了包括工控机、PLC、机械臂、线激光器以及焊枪的焊接硬件集成平台体系;并配置了相应的网络硬件。2.在程序开发方面:使用西门子SIMATIC Win CC,开发了基于典型焊缝特征的自动焊接系统界面,并用C/C++语言开发了焊接系统界面下运行的脚本程序。程序包含从线激光传感器读入数据,提取、处理焊缝特征数据;焊枪位姿的焊缝特征数据结构管理程序;以及工控机到机器人控制器的FTP文件传输和Socket通讯接口程序。其中FTP可以实现数据的上传、下载、删除操作,Socket用来实现计算位姿与机器人运动运行的实时数据通信。3.研究了工程中典型焊接件的焊缝几何特征,以及常用的提取方式;介绍了实验室在焊缝特征点直接获取方面的研究结果,并用于V形焊缝特征点提取。4.研究了焊缝的自动跟踪方案及算法,对焊缝跟踪过程中焊枪的位置、姿态调整和自动搜索算法进行了描述,从而为进一步实现焊接过程智能化提供了算法基础。论文最后通过计算了四种典型焊接特征的焊点轨迹数据及机器人位姿,并在Robcad中进行了仿真,来验证算法的可行性。
丁胜利[8]（2020）在《基于关节位姿的机器人控制方法研究》文中研究指明传统机器人控制方法需要先用逆运动学求解的方式获得机器人各关节的目标角度。逆运动学求解分为解析法和数值法,解析法对机器人构型存在特殊要求,数值法的运算量随机器人自由度的增加而呈几何级数形式增加。针对机器人运动控制方法受限于逆运动学求解的问题,本文提出基于关节位姿的机器人控制方法,其策略是通过引入关节位姿信息,让机器人各关节在运动过程持续调整关节和末端执行器与关节和目标位置形成的向量夹角,进而使末端执行器向目标位置靠近。由于无需对逆运动学求解,所以整个过程的矩阵运算量较少。相比传统方法,本文所提方法在简单性和通用性方面更具有优势。研究的主要内容概述如下:（1）对基于关节位姿的机器人控制方法在旋转关节、平动关节以及机械臂上的原理进行研究。对运动过程中可能遇到的奇异位置采取随机策略的处理方法。通过机器人动力学仿真平台Copplia Sim,验证本文所提方法在平面连杆、机械臂和移动机械臂上的有效性。利用Jaco机械臂对本文所提方法进行实物验证。（2）设计基于本文所提方法的PID、计算力矩和自适应控制律。在对PID控制的分析中采用简化模型分析法。针对机器人动力学模型参数不准确的情况,提出带有力矩补偿的机器人自适应控制方法。在仿真环境中将该自适应控制律与其他控制律进行对比和分析。（3）针对控制器参数优化问题,提出基于FORL算法的控制器参数优化方法。并在仿真环境下将所提出的优化方法与基于GA算法和PSO算法的参数优化方法进行对比。设计控制器参数优化执行系统以提高优化效率。
陈泓宇[9]（2020）在《集装箱自动化焊接系统的轨迹规划和轨迹校正方法研究》文中认为近年来,随着机器人技术、信息技术等多种技术的协同发展,弊端众多的手工焊接加工方式逐渐不再适用于大型集装箱焊接制造场合,取而代之的是以焊接自动化专用装备和焊接机器人为主体的自动化焊接加工系统。焊接自动化专用装备主要应用于集装箱两侧波纹板焊接（波纹板焊接长度通常超出工业机器人的工作空间）,其轨迹规划算法是焊接自动化专用装备控制系统中核心技术。焊接机器人主要应用于集装箱上锁座和铰链等零件的焊接,但受限于当前机器人的智能化水平,大多数机器人实施焊接作业时仍停留在“手动示教—记忆再现”这一固定模式。在零件装夹误差等因素的影响,导致焊缝的实际轨迹与示教轨迹间不可避免地存在偏差,这种工作模式的焊接机器人不能根据轨迹的变化作出相应的校正动作,从而影响工件的焊接质量与精度。基于上述应用背景,本论文主要研究集装箱自动化焊接加工系统的焊接轨迹规划和焊接轨迹校正等问题。本研究获得了南方中集东部物流装备制造有限公司项目（集装箱后端生产线全自动装配和焊接机器人应用）的资助。论文的主要内容包括:（1）在剖析集装箱自动化焊接加工系统总体框架、工作机制及设计要求的基础上,研制了基于Ether CAT实时总线协议的焊接自动化专用装备控制系统。针对波纹板焊接轨迹由空间直线和空间圆弧构成复杂曲线的特点,应用S型速度规划曲线设计了空间直线轨迹规划算法和空间圆弧轨迹规划算法,以实现对焊接过程中运动轨迹的匀速、稳定和精确的控制。（2）在对图像预处理,滤去噪声,增强目标信息的基础上对焊接工件的特征进行了分析和提取,结合这些特征,设计基于灰度值、形状、相关性的模板匹配方法,对焊接工件进行定位。以像素点的平移矩阵和旋转矩阵为基础,根据模板匹配检测到的偏移量和旋转角度,计算出实际轨迹,从而校正焊接轨迹。（3）为了验证所提算法的可行性,构建两套实验平台对本文设计的焊接轨迹规划算法和焊接轨迹校正算法进行验证。实验平台1为面向波纹板焊接专用设备轨迹规划实验平台,由丝杠、伺服控制器、伺服电机、和工控机组成。软件平台基于Microsoft Visual Studio 2015集成环境开发,控制系统基于Ethercat实时控制总线构建,融合了直线和圆弧插补算法。在选定的多组运动轨迹进行测试,以验证插补轨迹精度和运动平稳性。实验平台2为工件焊接轨迹校正实验平台,由ABB焊接机器人、工控机、Basler工业相机和光源组成构成。软件平台基于HALCON机器视觉集成开发环境开发,融合图像预处理、模板匹配、和焊缝轨迹校正算法,针对集装箱上两大类零件锁座和铰链进行焊接轨迹校正方法的研究与分析,实验结果验证算法有效性。
朱正宇[10]（2020）在《基于PXI总线的位姿控制系统设计》文中研究指明随着机器人技术的进步,机器人将会朝着智能化发展,这说明在机器人应用中,对机械臂位姿控制系统的研究是非常重要的。随着大规模集成电路和计算机技术的快速发展,PXI总线的高速数据传输已经成为主流的发展方向。为了提高数据的处理效率,本文设计了基于PXI总线的位姿控制系统。由于整个系统比较庞大,本文主要研究此系统的两个部分:PXI总线和位姿控制算法。主要研究内容如下:对于第一部分,由于在本系统中PXI总线完全兼容PCIe总线,因此理论研究部分直接对PCIe总线进行分析。本文具体研究了PCIe总线协议规范和拓扑结构,分析了PCIe体系结构的各层功能,确定了上位机、端点设备、交换节点、以及根联合体之间数据通信过程,为之后的基于Xilinx IP核的PXI数据通信提供了理论支撑。探索了基于Xilinx Kintex Ultra Scale FPGA硬件平台的DMA高速数据通信的实现方法,以及Root Port模型的创建和应用。深入研究了DMA/Bridge Subsystem for PCI Express（PCIe）IP核配置和使用方式,明确了基于AXI4-Stream用户接口的DMA数据通信的实现方案。对于第二部分,主要研究了机械臂运动处理中的基本内容以及机器人运动学相关知识。由于目前实现位姿控制算法的都是基于软件编程语言,为了实现硬件加速,因此本设计基于硬件描述语言verilog。基于位姿控制算法的数据处理模块包括CORDIC模块,位姿变换矩阵,速度变换矩阵,雅克比矩阵。数据处理模块完成了对多自由度的机械臂的目标位姿和关节状态的数据处理。本文主要完成了PCIe总线的电路设计和位姿控制的电路设计。在PXI、PCIe总线部分完成了AXI4-Stream读写接口的数据传输逻辑的设计与仿真,完成了基于PCIe总线对DDR存储进行相应DMA读写测试。完成了DMA速率测试,在单次数据包为8MB时,DMA传输的写速度可以达到4.19GB/s,DMA传输的读速度可以达到3.91GB/s。在位姿控制算法部分,完成了数据处理模块逻辑的设计与仿真,并基于机械臂对应的位姿状态数据通过了联合仿真测试,发现基于FPGA的硬件实现与算法的软件实现相比数据的处理速度有了明显提升,达到了机器人操作系统及开发环境研究与应用验证项目的预期要求,已经通过了初期验收。研究发现采用PXI总线实现位姿控制系统,不但能够满足实际工程中对可靠性和牢固性的需求,而且可扩展性强,能够实现加速设备的即插即用及性能扩展,未来可以实现多种智能融合的多态异构系统。
二、点焊机器人的位姿计算及仿真（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、点焊机器人的位姿计算及仿真（论文提纲范文）
（1）改进B样条插值法的焊接机器人关节轨迹优化（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 关节空间轨迹规划 |
| 2.1 B样条函数 |
| 2.2 改进B样条插值法 |
| 3 约束条件 |
| 4 仿真结果分析 |
| 5 结论 |
（2）双光束激光焊接机器人轨迹优化（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 双光束激光焊接机器人 |
| 2.1 焊接作业对象 |
| 2.2 双光束激光焊接机器人的作业方式 |
| 3 双光束激光焊接机器人轨迹优化方法 |
| 3.1 路径提取与机器人末端位姿表示 |
| 3.2 关节空间运动曲线与末端轨迹优化模型的建立 |
| 3.3 模型求解 |
| 4 优化结果与分析 |
| 4.1 多目标优化结果 |
| 4.2 多目标优化算法对比 |
| 5 结 论 |
（5）六关节搬运机器人控制系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外搬运机器人发展现状 |
| 1.3 机器人控制系统研究现状 |
| 1.4 机器人运动规划算法研究现状 |
| 1.4.1 位置规划算法 |
| 1.4.2 姿态规划算法 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 |
| 第二章 搬运机器人控制系统方案设计 |
| 2.1 机器人本体 |
| 2.2 控制系统的硬件方案 |
| 2.2.1 硬件架构设计 |
| 2.2.2 GUC运动控制器 |
| 2.2.3 机器人电气控制柜设计 |
| 2.2.4 驱动器参数调试 |
| 2.3 控制系统的软件方案 |
| 2.3.1 软件需求分析 |
| 2.3.2 软件分层架构 |
| 2.3.3 分层架构程序设计 |
| 2.3.4 软件视图界面设计 |
| 2.4 软件核心功能实现 |
| 2.4.1 机器人插补数据处理 |
| 2.4.2 机器人加工程序处理 |
| 2.4.3 机器人坐标系统 |
| 2.4.4 自动化码垛工艺 |
| 2.4.5 可视化搬运仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 搬运机器人末端位置规划 |
| 3.1 安川机器人HP20D运动学规划 |
| 3.2 笛卡尔空间基本运动 |
| 3.2.1 直线插补 |
| 3.2.2 圆弧插补 |
| 3.3 轨迹衔接曲线的构建 |
| 3.3.1 曲线构造 |
| 3.3.2 拼接轨迹处理 |
| 3.4 多段轨迹的速度规划 |
| 3.4.1 三次S型速度规划曲线 |
| 3.4.2 自适应速度前瞻 |
| 3.5 轨迹衔接曲线的位置规划 |
| 3.5.1 非均匀B样条曲线的插补 |
| 3.5.2 轨迹衔接曲线的插补 |
| 3.6 仿真实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 搬运机器人末端姿态规划 |
| 4.1 工业机器人的姿态描述 |
| 4.2 单位四元数基本运算 |
| 4.3 两点间的姿态过渡曲线 |
| 4.3.1 四元数线性插值 |
| 4.3.2 圆弧姿态跟随 |
| 4.4 多点间的姿态过渡曲线 |
| 4.5 姿态曲线的时间参数 |
| 4.5.1 两点姿态曲线的时间参数 |
| 4.5.2 姿态样条曲线的时间参数 |
| 4.6 仿真实验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 搬运机器人运动与测量实验 |
| 5.1 实验测量仪器 |
| 5.2 机器人实验设计 |
| 5.2.1 机器人参数标定实验 |
| 5.2.2 机器人位姿重复性实验 |
| 5.2.3 机器人搬运轨迹运动实验 |
| 5.2.4 机器人连续轨迹运动实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（6）基于机器视觉的汽车钣金件位置与姿态测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.3 本课题研究目标和主要研究内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 位姿测量的方案设计 |
| 2.1 应用场景的特点和需求 |
| 2.2 系统总体方案设计 |
| 2.2.1 硬件设计方案 |
| 2.2.2 系统技术路线 |
| 2.3 实验平台硬件设计与选型 |
| 2.3.1 实验平台硬件设计 |
| 2.3.2 相机选型 |
| 2.3.3 其他硬件 |
| 2.4 软件环境 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 相机模型及标定 |
| 3.1 相机模型 |
| 3.1.1 相关坐标 |
| 3.1.2 坐标转换关系 |
| 3.1.3 相机的畸变模型 |
| 3.2 相机点云采集数学模型 |
| 3.3 相机标定 |
| 3.3.1 Matlab标定实验 |
| 3.3.2 NxView标定实验 |
| 3.3.3 三维重建误差分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 点云预处理及精简化 |
| 4.1 点云预处理 |
| 4.1.1 点云滤波 |
| 4.1.2 工件滤波处理 |
| 4.2 点云精简 |
| 4.2.1 传统点云精简算法 |
| 4.2.2 基于K-means聚类的点云精简方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于三维点云的工件分割与识别 |
| 5.1 点云分割 |
| 5.1.1 工件与工作台的分割 |
| 5.1.2 工件之间的分割 |
| 5.2 点云特征描述 |
| 5.2.1 点云法向量和曲率估计 |
| 5.2.2 点特征直方图描述子 |
| 5.2.3 快速点特征直方图描述子 |
| 5.2.4 直方图签名特征描述子 |
| 5.3 工件点云识别 |
| 5.3.1 模板库的建立 |
| 5.3.2 基于对应点分类的对象在线识别 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工件三维点云位姿估计技术研究 |
| 6.1 三维点云配准原理 |
| 6.2 点云粗配准 |
| 6.2.1 SAC-IA配准算法 |
| 6.2.2 Super-4PCS配准算法 |
| 6.3 点云精配准 |
| 6.3.1 NDT配准算法 |
| 6.3.2 ICP配准算法 |
| 6.4 点云配准方案实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 工件位姿测量实验及结果分析 |
| 7.1 位姿测量实验 |
| 7.2 实验结果分析 |
| 7.3 误差分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（7）基于焊缝几何特征的自动焊接系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 本论文研究体现的价值 |
| 1.3 国内外发展现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 发展趋势 |
| 1.4 本文研究的主要目的和内容 |
| 1.5 本文研究的方法和技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 典型焊接特征自动焊接系统的分类 |
| 2.1 典型焊接特征分类 |
| 2.1.1 接头特征的分类 |
| 2.1.2 坡口特征的分类 |
| 2.1.3 焊缝特征的分类 |
| 2.1.4 焊缝空间几何形状的划分 |
| 2.2 自动焊接系统的体系结构 |
| 2.3 基于数控系统的自动焊接系统 |
| 2.4 基于工业机器人的焊接系统 |
| 2.4.1 工业机器人的体系结构 |
| 2.4.2 工业机器人的本体结构 |
| 2.4.3 机器人焊枪 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 自主焊接试验系统构建 |
| 3.1 基于数控直角坐标的焊接系统 |
| 3.1.1 总体框架 |
| 3.1.2 结构设计 |
| 3.2 基于KUKA机器人的硬件配置实施 |
| 3.2.1 本体参数 |
| 3.2.2 焊机控制器 |
| 3.2.3 库卡KRC4 机器人控制器 |
| 3.2.4 焊枪 |
| 3.2.5 自动焊接系统总控制器 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 自动焊接系统及功能 |
| 4.1 Win CC开发平台简介和HMI总体框架设计 |
| 4.1.1 Win CC平台简介 |
| 4.1.2 系统总体框架设计 |
| 4.2 人机界面开发 |
| 4.2.1 HMI变量表 |
| 4.2.2 创建系统画面 |
| 4.2.3 典型焊接特征模块画面 |
| 4.2.4 数据处理画面 |
| 4.2.5 界面操作流程 |
| 4.3 脚本程序开发 |
| 4.3.1 点的数据结构 |
| 4.3.2 数据处理算法 |
| 4.3.3 FTP通讯 |
| 4.3.4 Sockes通信 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 焊缝特征点获取及机器人运动引导 |
| 5.1 相机标定及坐标转换 |
| 5.1.1 相机标定 |
| 5.1.2 坐标转换 |
| 5.2 焊接特征点获取 |
| 5.2.1 模板匹配法 |
| 5.2.2 直接获取法 |
| 5.3 焊缝跟踪控制方案 |
| 5.4 焊缝引导及焊枪位姿计算 |
| 5.4.1 坐标系描述 |
| 5.4.2 焊缝起始点位置及方向指定 |
| 5.4.3 焊缝跟踪点的位置及焊枪姿态的调整 |
| 5.4.4 焊缝自动搜索算法 |
| 5.5 焊缝轨迹Robcad仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 数据处理程序 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（8）基于关节位姿的机器人控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 串联机器人国内外发展现状 |
| 1.3 串联机器人控制国内外研究现状 |
| 1.3.1 逆运动学求解 |
| 1.3.2 机器人控制方法 |
| 1.3.3 控制系统参数优化 |
| 1.4 本文研究内容与组织结构 |
| 第二章 基于关节位姿的机器人控制方法原理及实现 |
| 2.1 循环坐标下降(CCD)算法 |
| 2.2 基于关节位姿的机器人控制方法原理 |
| 2.2.1 旋转关节 |
| 2.2.2 平动关节 |
| 2.2.3 机械臂 |
| 2.2.4 奇异位置处理 |
| 2.2.5 整体流程 |
| 2.3 仿真验证 |
| 2.3.1 仿真环境 |
| 2.3.2 平面连杆 |
| 2.3.3 机械臂 |
| 2.4 Jaco机械臂实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于关节位姿的机器人控制系统设计与改进 |
| 3.1 问题分析与处理 |
| 3.2 基于关节位姿的机器人PID控制系统 |
| 3.2.1 独立关节PID控制器设计 |
| 3.2.2 稳定性证明 |
| 3.2.3 简化模型分析与稳态误差消除 |
| 3.3 基于关节位姿的机器人计算力矩控制系统 |
| 3.3.1 计算力矩控制系统设计 |
| 3.3.2 稳定性证明 |
| 3.4 基于关节位姿的机器人自适应控制系统 |
| 3.4.1 自适应控制系统设计 |
| 3.4.2 稳定性证明 |
| 3.5 仿真分析 |
| 3.5.1 点位控制 |
| 3.5.2 轨迹跟踪控制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于关节位姿的机器人控制系统参数优化 |
| 4.1 目标函数设置 |
| 4.2 基于传统智能算法的控制器参数优化方法 |
| 4.2.1 标准GA算法对控制器参数优化方法 |
| 4.2.2 标准PSO算法对控制器参数优化方法 |
| 4.3 基于FORL算法的控制器参数优化方法 |
| 4.3.1 强化学习简介 |
| 4.3.2 FORL算法对控制系统参数优化的要素设置 |
| 4.3.3 FORL算法对控制系统参数优化的整体流程 |
| 4.4 控制器参数优化仿真 |
| 4.4.1 控制器参数优化执行系统设计 |
| 4.4.2 不同参数优化方法仿真对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（9）集装箱自动化焊接系统的轨迹规划和轨迹校正方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及其意义 |
| 1.2 集装箱行业发展趋势 |
| 1.3 集装箱焊接自动控制系统的发展现状 |
| 1.3.1 可编程控制器用于集装箱焊接控制的现状 |
| 1.3.2 运动控制卡用于集装箱焊接控制的现状 |
| 1.3.3 工业以太网用于集装箱焊接控制的现状 |
| 1.4 集装箱焊接轨迹校正技术的发展现状 |
| 1.4.1 非视觉传感器用于焊缝跟踪研究现状 |
| 1.4.2 视觉传感器用于焊缝跟踪研究现状 |
| 1.5 课题来源、目的、意义和各章节内容 |
| 1.5.1 课题来源、目的和意义 |
| 1.5.2 各章节内容 |
| 第二章 集装箱焊接自动控制系统设计与构建 |
| 2.1 系统需求 |
| 2.2 总体工艺流程设计 |
| 2.3 面向波纹板焊接专用设备的机械结构设计 |
| 2.3.1 整体结构设计 |
| 2.3.2 焊接机构设计 |
| 2.4 面向波纹板的焊接控制系统 |
| 2.5 基于ETHERCAT实时总线的控制系统架构 |
| 2.5.1 控制系统开发结构 |
| 2.5.2 基于PDO映射的控制原理 |
| 2.5.3 控制系统软件设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 面向波纹板焊接专用设备的轨迹规划算法研究 |
| 3.1 S型速度规划 |
| 3.2 空间直线轨迹规划 |
| 3.3 空间圆弧轨迹规划 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 集装箱焊接生产线上工件焊接轨迹校正方法研究 |
| 4.1 图像滤波 |
| 4.2 图像阈值处理 |
| 4.2.1 基于直方图的自动阈值分割方法 |
| 4.2.2 自动全局阈值分割法 |
| 4.2.3 局部阈值分割方法 |
| 4.3 模板匹配 |
| 4.3.1 基于灰度值的模板匹配 |
| 4.3.2 基于相关性的模板匹配 |
| 4.3.3 基于形状的模板匹配 |
| 4.4 图像金字塔 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验验证及分析 |
| 5.1 面向波纹板焊接专用设备轨迹规划实验平台搭建及实验结果分析 |
| 5.1.1 面向波纹板焊接专用设备轨迹规划实验平台搭建 |
| 5.1.2 面向波纹板焊接专用设备轨迹规划实验结果分析 |
| 5.2 工件焊接轨迹校正实验平台搭建及实验结果分析 |
| 5.2.1 工件焊接轨迹校正实验平台搭建 |
| 5.2.2 轨迹校正实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 创新点 |
| 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）基于PXI总线的位姿控制系统设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 发展趋势 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 机械臂运动学及位姿控制系统相关技术 |
| 2.1 机械臂运动学的理论概述 |
| 2.1.1 多关节机器人模型描述 |
| 2.1.2 多关节机器人运动学介绍 |
| 2.2 PCI Express和 PXI简介 |
| 2.2.1 PCI Express总线拓扑结构简介 |
| 2.2.2 PCI Express特点和技术优势 |
| 2.2.3 PCI Express协议层分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 位姿控制系统的硬件平台及实现方法 |
| 3.1 FPGA硬件平台总体介绍 |
| 3.1.1 硬件平台介绍 |
| 3.1.2 主要IC选型以及功耗评估 |
| 3.1.3 系统开发流程 |
| 3.2 位姿控制系统的方案设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 位姿控制系统的硬件架构设计 |
| 4.1 硬件架构综述 |
| 4.2 PCI Express总线电路设计 |
| 4.2.1 PCIe DMA IP核的组成及接口 |
| 4.2.2 PCIe DMA IP核的传输及启动流程 |
| 4.2.3 FPGA中 DDR4电路设计以及IP核配置 |
| 4.2.4 FPGA中 PCI Express DMA电路设计以及IP核配置 |
| 4.3 位姿控制电路设计 |
| 4.3.1 CORDIC电路设计 |
| 4.3.2 数据处理模块电路设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于FPGA平台验证以及实验结果分析 |
| 5.1 测试与实验结果 |
| 5.1.1 用于端点的Root Port Model测试工作台 |
| 5.1.2 位姿控制电路验证 |
| 5.1.3 PCI Express总线电路验证 |
| 5.2 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、点焊机器人的位姿计算及仿真（论文参考文献）
- [1]改进B样条插值法的焊接机器人关节轨迹优化[J]. 方建文,晁永生,袁逸萍. 机械设计与制造, 2021(10)
- [2]双光束激光焊接机器人轨迹优化[J]. 曾氢菲,刘雪梅,冯焱,谢楠. 中国激光, 2021(18)
- [3]基于数字孪生的机器人焊接运行规划技术研究[D]. 侯俊豪. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]基于ROS的多机器人协同方法研究与实现[D]. 杜发兴. 重庆邮电大学, 2021
- [5]六关节搬运机器人控制系统的研究与开发[D]. 杨轶焬. 广东工业大学, 2021
- [6]基于机器视觉的汽车钣金件位置与姿态测量方法研究[D]. 周博俊. 广东工业大学, 2021
- [7]基于焊缝几何特征的自动焊接系统[D]. 王平章. 西华大学, 2021
- [8]基于关节位姿的机器人控制方法研究[D]. 丁胜利. 南京邮电大学, 2020(03)
- [9]集装箱自动化焊接系统的轨迹规划和轨迹校正方法研究[D]. 陈泓宇. 华南理工大学, 2020(05)
- [10]基于PXI总线的位姿控制系统设计[D]. 朱正宇. 北京交通大学, 2020(03)