智能制造关键技术与工业应用丛书--机器人磨抛理论、技术与应用

第1章绪论001
1.1机器人磨抛重大需求001
1.2机器人磨抛技术挑战002
1.3机器人磨抛关键技术003
1.3.1机器人磨抛系统标定技术003
1.3.2机器人磨抛恒力控制技术004
1.3.3机器人磨抛轨迹规划技术005
1.3.4机器人磨抛材料去除工艺006
1.4本书主要章节结构006
参考文献007


基础理论篇
第2章磨抛机器人几何误差建模012
2.1机器人建模方法与模型构建012
2.1.1D-H 模型012
2.1.2MD-H 模型013
2.1.3机器人链路坐标系建模014
2.2机器人运动学分析015
2.2.1机器人正运动学分析015
2.2.2机器人逆运动学分析017
2.3机器人几何误差建模019
2.3.1微分运动及刚体微分位姿误差建模019
2.3.2局部连杆位姿误差建模021
2.3.3机器人几何参数误差建模022
2.4机器人误差模型修正与参数冗余性分析023
2.4.1基坐标系误差修正024
2.4.2关节柔性变形误差辨识026
2.4.3误差模型参数冗余性分析029
2.5机器人误差辨识和补偿试验033
2.5.1参数辨识与MATLAB 仿真034
2.5.2几何误差和关节柔性误差仿真036
参考文献043


关键技术篇
第3章机器人磨抛系统标定技术046
3.1机器人磨抛系统手眼标定046
3.1.1手眼标定原理046
3.1.2基于{Tool 0}下相对运动的手眼标定方法048
3.1.3大型车身构件测量点云拼接056
3.2机器人磨抛系统工件标定058
3.2.1工件标定原理058
3.2.2基于优化4PCS 算法的车身点云粗匹配059
3.2.3精匹配算法分析062
3.2.4基于WPMAVM 算法的车身点云精匹配066
3.2.5车身构件点云匹配仿真076
3.3机器人磨抛系统自动化标定软件078
3.3.1软件开发环境079
3.3.2软件功能介绍080
3.3.3软件功能调试与使用说明082
参考文献086

第4章机器人磨抛恒力控制技术088
4.1机器人磨抛过程力分析088
4.2机器人磨抛主动力控制089
4.2.1信号采集和处理090
4.2.2零点漂移补偿和重力/重力矩补偿096
4.2.3主动力控制策略分析100
4.3机器人磨抛被动力控制115
4.3.1一维力传感器标定方法115
4.3.2一维力传感器被动力控制策略116
4.4基于Kalman 滤波的主被动力信息融合控制118
4.4.1Kalman 滤波信息融合技术118
4.4.2主被动力控制信息融合技术120
4.4.3钛合金零件机器人恒力磨抛实验122
参考文献128

第5章机器人磨抛轨迹规划技术130
5.1机器人磨抛轨迹生成原理130
5.1.1机器人磨抛方式130
5.1.2轨迹补偿控制方法131
5.1.3轨迹行距计算方法132
5.2机器人磨抛轨迹规划方法133
5.2.1叶片机器人磨抛轨迹规划算法135
5.2.2基于Preston 方程的MRP 模型136
5.2.3基于MRP 模型的轨迹规划算法优化139
5.2.4机器人磨抛位姿优化144
5.2.5机器人磨抛轨迹生成步骤145
5.2.6机器人磨抛轨迹规划算法验证146
5.3叶片边缘自适应轨迹规划方法149
5.3.1机器人手眼标定与点云拼接149
5.3.2基于优化ICP 的精准匹配153
5.3.3零件扫描点云去噪处理154
5.3.4叶片局部修整区域数据提取155
5.3.5叶片机器人自适应轨迹规划158
5.4机器人磨抛轨迹规划软件开发及试验159
5.4.1软件系统框架设计及模块化分析159
5.4.2机器人磨抛轨迹规划软件调试162
5.4.3叶片边缘机器人磨抛及测量试验165
参考文献177

第6章机器人磨抛工艺机理分析179
6.1机器人砂带磨抛过程分析179
6.2基于Hertz 理论的材料去除模型181
6.3基于磨粒形貌的材料去除模型185
6.3.1单颗磨粒弹性变形分析187
6.3.2基于单颗磨粒的材料去除建模188
6.4机器人砂带磨抛工艺试验分析197
6.4.1机器人砂带磨抛工艺参数分析198
6.4.2机器人磨抛力建模与分析207
参考文献223


应用案例篇
第7章机器人磨抛典型应用案例226
7.1压气机叶片机器人砂带磨抛应用226
7.1.1叶片机器人砂带磨抛系统组成226
7.1.2叶片型面机器人砂带磨抛238
7.1.3叶片前后缘机器人砂带磨抛242
7.1.4叶片榫头和R 转角部位机器人砂带磨抛243
7.2增材修复叶片机器人磨抛应用245
7.2.1修复叶片机器人磨抛系统组成245
7.2.2基于视觉的叶片增材修复区检测算法247
7.2.3叶片增材修复区域自适应路径规划263
7.2.4机器人自适应磨抛修复试验验证271
7.3大型车身构件机器人磨抛应用282
7.3.1车身构件机器人磨抛系统组成282
7.3.2机器人手眼标定试验284
7.3.3大型车身标定试验288
7.3.4车身焊渣机器人磨抛试验验证294
参考文献297