智能噴涂機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
本書共分十章。第一章主要敘述智能噴涂機(jī)器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用情況，第二章介紹六自由度的噴涂機(jī)器人運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析方法和相關(guān)的標(biāo)定、辨識方法。第三章到第八章主要詳細(xì)介紹噴涂機(jī)器人的核心理論和關(guān)鍵技術(shù)，包括機(jī)器人運(yùn)動可靠性分析方法、助力拖動示教技術(shù)、主從示教技術(shù)、動態(tài)性能監(jiān)控系統(tǒng)、基于數(shù)字孿生的離線編程系統(tǒng)和多機(jī)協(xié)同噴涂技術(shù)。最后兩章是噴涂機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的示范應(yīng)用，包括面向多種行業(yè)應(yīng)用的自動化噴涂生產(chǎn)線和噴涂工作站研發(fā)，以及智能噴涂共享工廠的推廣及應(yīng)用。本書主要針對智能噴涂機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用，詳細(xì)介紹了噴涂機(jī)器人運(yùn)動建模、精度與可靠性分析、主從示教系統(tǒng)、助力拖動示教、基于數(shù)字孿生的離線系統(tǒng)編程、面向定制迷彩的軌跡規(guī)劃、多機(jī)協(xié)同噴涂及系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控技術(shù)等內(nèi)容，并闡述了智能噴涂機(jī)器人在家具、鋼結(jié)構(gòu)及迷彩噴涂等方面的典型應(yīng)用，總結(jié)了智能化柔性噴涂生產(chǎn)線和智能噴涂共享中心的研究進(jìn)展。
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目錄
叢書序
前言
第1章 緒論1
1.1 噴涂機(jī)器人概述1
1.1.1 噴涂機(jī)器人的基本概念1
1.1.2 噴涂機(jī)器人的主要特點2
1.2 智能噴涂機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)概述3
1.3 智能噴涂機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4
1.4 本章小結(jié)21
參考文獻(xiàn)23
第2章 噴涂機(jī)器人運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)研究30
2.1 噴涂機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模與分析30
2.1.1 基于D-H法的運(yùn)動學(xué)建模30
2.1.2 基于旋量法的運(yùn)動學(xué)建模37
2.1.3 噴涂機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)求解與仿真40
2.2 噴涂機(jī)器人動力學(xué)建模與分析44
2.2.1 拉格朗日動力學(xué)建模方法44
2.2.2 噴涂機(jī)器人動力學(xué)模型仿真驗證46
2.2.3 噴涂機(jī)器人動力模型Adams仿真驗證50
2.3 噴涂機(jī)器人動力學(xué)參數(shù)辨識52
2.3.1 噴涂機(jī)器人動力學(xué)參數(shù)線性化52
2.3.2 動力學(xué)參數(shù)辨識的激勵軌跡選取54
2.3.3 基于條件數(shù)的激勵軌跡優(yōu)化55
2.3.4 噴涂機(jī)器人動力學(xué)參數(shù)辨識仿真60
2.4 本章小結(jié)62
參考文獻(xiàn)63
第3章 噴涂機(jī)器人的運(yùn)動精度與可靠性分析65
3.1 噴涂機(jī)器人運(yùn)動學(xué)標(biāo)定65
3.1.1 運(yùn)動學(xué)標(biāo)定流程65
3.1.2 噴涂機(jī)器人定位誤差模型的建立66
3.1.3 噴涂機(jī)器人運(yùn)動學(xué)標(biāo)定實驗68
3.2 噴涂機(jī)器人運(yùn)動精度測量72
3.3 噴涂機(jī)器人運(yùn)動精度誤差分析74
3.3.1 運(yùn)動精度誤差影響因素74
3.3.2 鏈傳動誤差分析75
3.4 基于鏈傳動的噴涂機(jī)器人軌跡精度可靠性分析78
3.4.1 噴涂機(jī)器人運(yùn)動誤差模型78
3.4.2 噴涂機(jī)器人末端軌跡精度可靠性仿真81
3.4.3 噴涂機(jī)器人末端軌跡精度測量實驗84
3.5 本章小結(jié)88
參考文獻(xiàn)88
第4章 噴涂機(jī)器人軌跡規(guī)劃及迷彩噴涂路徑規(guī)劃90
4.1 噴涂機(jī)器人軌跡規(guī)劃分析及驗證90
4.1.1 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃90
4.1.2 笛卡兒空間軌跡規(guī)劃93
4.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迷彩噴涂路徑規(guī)劃102
4.2.1 噴涂沉積模型的建立與分析102
4.2.2 基于生物激勵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋路徑規(guī)劃106
4.2.3 路徑規(guī)劃算法的仿真驗證109
4.3 基于圖像處理的數(shù)碼迷彩噴涂路徑規(guī)劃112
4.3.1 數(shù)碼迷彩的設(shè)計112
4.3.2 數(shù)碼迷彩色塊的處理114
4.4 迷彩圖案的三維矩陣映射121
4.4.1 圖形三維幾何變換121
4.4.2 迷彩圖案的三維映射124
4.4.3 噴槍三維路徑規(guī)劃127
4.5 本章小結(jié)128
參考文獻(xiàn)128
第5章 智能噴涂機(jī)器人主從及助力拖動示教技術(shù)131
5.1 噴涂機(jī)器人主從示教系統(tǒng)設(shè)計131
5.1.1 系統(tǒng)平臺整體設(shè)計131
5.1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計132
5.1.3 人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計136
5.2 噴涂機(jī)器人主從示教控制系統(tǒng)策略研究139
5.2.1 噴涂機(jī)器人主從控制策略139
5.2.2 基于笛卡兒空間的主從映射算法140
5.2.3 改進(jìn)的自適應(yīng)帶限多線性傅里葉擬合器濾波142
5.2.4 基于主從示教的軌跡規(guī)劃144
5.3 基于力傳感器的拖動助力示教技術(shù)149
5.3.1 噴涂機(jī)器人助力拖動方法149
5.3.2 基于動力學(xué)的氣缸助力控制方案150
5.3.3 助力拖動氣壓控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型155
5.4 噴涂機(jī)器人示教系統(tǒng)仿真與噴涂實驗160
5.4.1 拖動示教助力控制結(jié)果仿真驗證160
5.4.2 噴涂機(jī)器人主從示教系統(tǒng)噴涂實驗163
5.5 本章小結(jié)168
參考文獻(xiàn)168
第6章 基于數(shù)字孿生的智能噴涂機(jī)器人離線編程系統(tǒng)170
6.1 基于數(shù)字孿生的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)架構(gòu)170
6.1.1 數(shù)字孿生五維模型簡介170
6.1.2 離線編程系統(tǒng)工作原理與實現(xiàn)方案172
6.1.3 離線編程系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境175
6.2 虛擬仿真環(huán)境下的離線編程系統(tǒng)176
6.2.1 虛擬仿真環(huán)境176
6.2.2 編程系統(tǒng)面板簡介178
6.3 離線編程系統(tǒng)關(guān)鍵模塊程序183
6.3.1 噴涂機(jī)器人正逆運(yùn)動學(xué)程序算法183
6.3.2 軌跡規(guī)劃程序算法研究185
6.3.3 系統(tǒng)離線示教與編程面板主要程序算法187
6.3.4 系統(tǒng)數(shù)字孿生面板主要程序算法190
6.4 噴涂機(jī)器人離線編程系統(tǒng)測試與實驗192
6.4.1 離線編程系統(tǒng)測試192
6.4.2 虛實機(jī)器人實時隨動實驗195
6.5 本章小結(jié)198
參考文獻(xiàn)198
第7章 智能噴涂生產(chǎn)線多機(jī)協(xié)同與動態(tài)監(jiān)控技術(shù)200
7.1 多機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同與協(xié)調(diào)機(jī)制200
7.1.1 多機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)200
7.1.2 基于模型預(yù)測PID的生產(chǎn)線自適應(yīng)控制技術(shù)201
7.1.3 多噴涂機(jī)器人系統(tǒng)環(huán)境感知與建模202
7.2 智能噴涂生產(chǎn)線動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)204
7.2.1 動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架204
7.2.2 動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)模塊介紹207
7.3 噴涂生產(chǎn)線系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控軟件開發(fā)與測試209
7.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境與需求209
7.3.2 動態(tài)監(jiān)控軟件交互界面210
7.3.3 監(jiān)控軟件系統(tǒng)執(zhí)行方案211
7.3.4 動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件測試214
7.4 智能噴涂生產(chǎn)線多機(jī)協(xié)同系統(tǒng)實驗217
7.4.1 智能多機(jī)噴涂生產(chǎn)線介紹217
7.4.2 噴涂生產(chǎn)線多機(jī)協(xié)同噴涂系統(tǒng)219
7.4.3 協(xié)同噴涂實驗過程及數(shù)據(jù)分析224
7.5 本章小結(jié)228
參考文獻(xiàn)228
第8章 智能噴涂機(jī)器人柔性化生產(chǎn)線研發(fā)230
8.1 噴涂機(jī)器人柔性化生產(chǎn)線概述230
8.1.1 常用噴涂方法230
8.1.2 智能噴涂機(jī)器人柔性化生產(chǎn)線主要組成部分233
8.2 噴涂機(jī)器人家具生產(chǎn)線柔性化編程解決方案243
8.2.1 平板類家具解決方案243
8.2.2 整裝家具機(jī)器人噴涂解決方案248
8.3 機(jī)器人噴涂家具產(chǎn)品工藝驗證與測試251
8.3.1 機(jī)器人噴涂通用參數(shù)251
8.3.2 機(jī)器人噴涂板件測試258
8.4 噴涂機(jī)器人家具噴涂柔性化生產(chǎn)線案例261
8.4.1 整裝椅子機(jī)器人噴涂生產(chǎn)線261
8.4.2 實木床柔性化噴涂生產(chǎn)線262
8.4.3 浴室柜產(chǎn)品柔性化噴涂生產(chǎn)線264
8.5 本章小結(jié)267
參考文獻(xiàn)267
第9章 智能噴涂機(jī)器人典型應(yīng)用268
9.1 智能噴涂機(jī)器人在鋼結(jié)構(gòu)噴涂中的應(yīng)用268
9.1.1 鋼結(jié)構(gòu)自動噴涂路徑規(guī)劃系統(tǒng)269
9.1.2 軌跡規(guī)劃技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)噴涂的應(yīng)用271
9.1.3 鋼結(jié)構(gòu)自動噴涂軌跡軟件系統(tǒng)274
9.2 智能噴涂機(jī)器人在家具噴涂中的應(yīng)用277
9.2.1 視覺編程技術(shù)在家具噴涂中的應(yīng)用277
9.2.2 智能噴涂機(jī)器人工作站在家具噴涂中的應(yīng)用283
9.3 智能噴涂機(jī)器人在定制圖案噴涂中的應(yīng)用286
9.3.1 面向數(shù)碼迷彩的噴涂實驗平臺搭建286
9.3.2 數(shù)碼迷彩噴涂實驗驗證291
9.3.3 個性化圖案機(jī)器人噴涂的應(yīng)用293
9.4 智能噴涂共享中心的規(guī)劃與應(yīng)用295
9.4.1 共享噴涂中心新模式的優(yōu)勢295
9.4.2 家具噴涂中心的規(guī)劃建設(shè)296
9.4.3 家具噴涂中心的典型應(yīng)用305
9.5 本章小結(jié)306
參考文獻(xiàn)306
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