基于人工智能的自主磨抛系统

本书适合从事自主磨抛的相关从业者学习和参考借鉴。

本书主要论述了基于人工智能的自主磨抛系统构建的一般性方法、流程及核心技术，主要从三部分进行论述：第一部分，介绍磨削抛光及工业机器人的背景知识，并对基础理论进行了概述；第二部分论述了基于人工智能的自主磨抛系统的整体构建过程，从系统的构建方案及软硬件组成开始，依次讨论了磨抛系统的核心技术，包括控制策略、轨迹规划和机器视觉系统，着重介绍了基于自主控制的智能算法，并对整体系统的辅助部分进行了简要介绍：第三部分则给出了智能自主磨抛系统在工业实践中的应用案例。本书适合作为机械磨削等相关专业技术人员的参考读物。

第一章磨抛001
1．1磨抛概述001
1．1．1磨抛的定义001
1．1．2磨抛加工的特点及磨抛过程002
1．1．3磨抛力与磨抛热004
1．2磨具与磨抛液005
1．2．1磨具005
1．2．2磨抛液007
1．3研磨与模具的抛光007
1．3．1研磨008
1．3．2模具的抛光013
第二章工业机器人017
2．1工业机器人概述018
2．1．1初识工业机器人018
2．1．2工业机器人的发展状况020
2．1．3工业机器人的组成与分类021
2．1．4工业机器人的主要技术参数025
2．1．5工业机器人的关键技术027
2．2工业机器人在磨抛领域的应用028
2．2．1工业机器人磨抛技术029
2．2．2工业机器人磨抛的特点029
第三章磨抛机器人系统构建034
3．1机器人自主磨抛系统概况034
3．2磨抛工艺影响因素036
3．3机器人自主磨抛系统组成与工作流程与软件设计037
3．3．1机器人磨抛系统组成037
3．3．2机器人磨抛系统工作流程与软件设计039
3．4磨抛机器人系统控制043
3．4．1机器人控制043
3．4．2辅助系统控制043
3．4．3以太网通信044
3．5磨抛机器人感知系统044
3．5．1力觉系统044
3．5．2视觉系统046
第四章磨抛机器人控制系统047
4．1工业机器人控制系统概述047
4．2工业机器人控制系统的组成及分类048
4．2．1工业机器人控制系统的组成048
4．2．2工业机器人控制系统的分类050
4．3工业机器人的控制方法和策略050
4．3．1变结构控制050
4．3．2模糊控制052
4．3．3神经网络控制054
4．3．4自适应控制055
4．3．5鲁棒控制056
4．4工业机器人的位置控制057
4．4．1位置控制问题057
4．4．2位置控制模型058
4．5工业机器人的力及力-位置控制060
4．5．1力控制的柔顺性060
4．5．2力控制系统的组成061
4．5．3力控制的基本原理062
4．5．4力控制应用的伺服规则063
4．5．5工业机器人的速度控制063
4．5．6工业机器人力-位置混合控制064
4．6磨抛机器人的控制策略066
4．6．1磨抛机器人的控制策略概述066
4．6．2六维力信息的测量处理067
4．6．3磨抛的机理及磨抛受力分析073
4．6．4阻抗控制084
第五章磨抛机器人视觉系统088
5．1机器视觉简介088
5．1．1机器视觉088
5．1．2机器视觉的任务089
5．1．3机器视觉与其他领域的关系090
5．2机器人视觉系统的设计092
5．2．1视觉系统的组成092
5．2．2视觉系统主要配件的选型094
5．3三维视觉检测技术概述098
5．3．1三维视觉表面缺陷检测中点云数据获取方法分析100
5．3．2线结构光扫描的关键技术及特点109
5．3．3三维表面缺陷扫描系统的数学模型110
5．3．4线结构光视觉传感器内部参数标定117
5．3．5结构光视觉传感器外部参数标定方法分析117
5．3．6常见的条纹中心线提取图像处理方法124
5．3．7Steger法提取条纹中心线128
5．3．8基于点云数据的三维表面缺陷识别132
5．3．9三维表面缺陷在线检测系统的总体结构136
第六章机器人轨迹规划方法138
6．1机器人轨迹规划138
6．1．1轨迹规划的概念138
6．1．2轨迹规划的类型和方法139
6．2基于多项式插值的操作臂轨迹规划140
6．2．1三次多项式插值法140
6．2．2五次多项式插值法142
6．2．3机器人加工轨迹优化算法143
6．3基于磨抛法向力控制策略的轨迹规划146
6．3．1引言146
6．3．2机器人坐标系统146
第七章磨抛机器人辅助技术157
7．1快换装置157
7．1．1快换系统简介157
7．1．2机器人末端工具快换装置160
7．1．3机器人末端工具快换装置核心模块的设计165
7．2磨抛工件夹具设计166
7．2．1夹具系统发展及其分类166
7．2．2新型夹具169
7．3上下料系统177
7．3．1上下料系统概述177
7．3．2机器人上下料及磨抛技术研究现状178
7．3．3上下料及磨抛系统方案分析181
第八章磨抛案例：热轧无缝钢管外表面修磨项目185
8．1案例背景概述185
8．2解决方案187
8．2．1系统介绍188
8．2．2方案说明189
8．3系统核心技术198
8．3．1xPerception机器感知技术198
8．3．2xpush动态力位执行器和高速电主轴200
8．3．3xAbax自主计算系统201
8．3．4xAbax应用软件包204
8．3．5系统设计参数与修磨效率208
8．3．6修磨效率估算209
第九章抛光案例：电脑的键盘支架抛光项目211
9．1抛光线的工序流程简介211
9．1．1抛光产品介绍211
9．1．2工序规划212
9．1．3工序验证及参数获取212
9．2抛光线的功能模块划分及功能214
9．2．1模块划分原则214
9．2．2抛光线的模块划分216
9．3模块功能介绍217
9．3．1抛光模块功能定义217
9．3．2产品传输定位模块功能定义218
9．3．3集尘模块功能定义218
9．4抛光线的布局与设备配置规划219
9．4．1布局的定义与布局原则219
9．4．2产线布局形式选择220
9．4．3产线平衡计算与设备配置221
9．5抛光模块的结构223
9．5．1机械手系统的功能要求223
9．5．2机械手系统的选型及安装方式224
参考文献233