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基于LoRa技术的ABB机器人遥操作联动系统的设计

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黑龙江科学 2024年第12期15卷 48-51页

作者：戴琨王震生唐山工业职业技术学院河北唐山063299 河北省高校动车组智能制造与运维应用技术研发中心河北唐山063299 唐山市工业机器人系统智能运维技术创新中心河北唐山063299

工业机器人传统编程与控制模式受通信网线距离的影响,不便对其进行远程操作,控制灵活性差。对工业机器人远程操作联动系统进行研究,设计并研发一种基于LoRa技术的ABB机器人遥操作联动系统,选择PC机作为上位机设计人机交互界面,通过RS232... 详细信息

工业机器人传统编程与控制模式受通信网线距离的影响,不便对其进行远程操作,控制灵活性差。对工业机器人远程操作联动系统进行研究,设计并研发一种基于LoRa技术的ABB机器人遥操作联动系统,选择PC机作为上位机设计人机交互界面,通过RS232、LoRa协议建立上位机与LoRa模块的通信,搭建LoRa模块与工业机器人的通信,完成工业机器人与远端工作站及数据中心的连接,实现对工业机器人的远程控制与管理。实验表明,该系统能够对ABB机器人进行远程控制与状态监控,替代人类在恶劣环境下对工业机器人进行控制管理,解放人力,提高生产效率。

关键词：遥操作 LoRa 工业机器人远程控制

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基于模板匹配的法兰盘位姿估计研究

科技创新与应用 2024年第8期14卷 157-161页

作者：戴琨祁宇明董瑞佳河北省高校动车组智能制造与运维应用技术研发中心河北唐山063299 唐山市工业机器人系统智能运维技术创新中心河北唐山063299 天津职业技术师范大学机器人及智能装备研究院天津300222 天津市智能机器人技术及应用企业重点实验室天津300353

针对工业机器人自动分拣中当工件有较大的旋转角度时,普通的模板匹配法无法准确地得到抓取和放置工件正确位置的问题,提出一种基于内边界追踪粗定位和基于模板匹配精定位的两步视觉定位方法。针对谐波减速器输出法兰盘,采用八邻域内边... 详细信息

针对工业机器人自动分拣中当工件有较大的旋转角度时,普通的模板匹配法无法准确地得到抓取和放置工件正确位置的问题,提出一种基于内边界追踪粗定位和基于模板匹配精定位的两步视觉定位方法。针对谐波减速器输出法兰盘,采用八邻域内边界追踪法对工件旋转角度进行粗定位,通过霍夫圆检测技术得到工件的中心位置,并通过一种改进的模板匹配法得到工件精确的旋转角度。实验结果表明,位姿检测的平均误差不大于0.1°,该定位方法在合适条件下可以满足精度要求。

关键词：工业机器人霍夫圆检测内边界跟踪模板匹配位姿检测

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地铁智能列检机器人系统的设计与应用

机器人技术与应用 2024年第3期 25-29页

作者：刘滨陈德君田明智李千里孙建存王昌亮唐山百川工业服务有限公司河北唐山063000 唐山百川智能机器股份有限公司河北唐山063000 河北省轨道交通机车车辆检修试验设备技术创新中心河北唐山063000

为了满足地铁智能列检的应用需求,提升自动化程度,本文利用复合导航技术设计了一套地铁智能列检机器人系统。该系统能够实时采集地铁部件图像数据,完成智能故障识别,并通过无线网络将检测结果上传至操控终端,并在我国某地铁检修基地现... 详细信息

为了满足地铁智能列检的应用需求,提升自动化程度,本文利用复合导航技术设计了一套地铁智能列检机器人系统。该系统能够实时采集地铁部件图像数据,完成智能故障识别,并通过无线网络将检测结果上传至操控终端,并在我国某地铁检修基地现场进行安装和应用,其成功检测了螺栓松缓、变形、异物、断裂等常见故障情况。现场应用结果表明,该系统识别准确率均值达到93.3%,误报率均值从6.1%降至2.4%。该系统缩短了故障排查时间,提高了维修准确率和效率,能够为专业人员提供实时故障报告和全面故障诊断,为地铁运营的安全性和可靠性提供重要保障。

关键词：机器人地铁列检故障诊断图像识别操控终端复合导航技术

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基于机器视觉的紧密排列目标检测研究

起重运输机械 2024年第9期 20-28页

作者：许习军张明远孟文俊武成柱张涛太原福莱瑞达物流设备科技有限公司太原030000 太原科技大学太原030000 高效线边物流系统及其装备省技术创新中心太原030000 智能物流装备山西省重点实验室太原030000

机器视觉技术为工业机器人视觉导引系统提供重要的支持。随着生产效率的不断提高,流水线中常呈现多个货物无规律紧密排列运输的情况。在这种情况下,传统的基于模板匹配的目标检测算法的定位效果和识别精度准确率较低。为了解决这一问题... 详细信息

机器视觉技术为工业机器人视觉导引系统提供重要的支持。随着生产效率的不断提高,流水线中常呈现多个货物无规律紧密排列运输的情况。在这种情况下,传统的基于模板匹配的目标检测算法的定位效果和识别精度准确率较低。为了解决这一问题,文中采用了基于深度学习的YOLOv8算法对紧密排列的物体进行检测,并针对紧密排列物体的特点建立相关数据集,通过实验验证了其在结构化环境下的性能。实验结果表明,YOLOv8算法训练后得到模型在拥有较快收敛速度的同时均值平均精度稳定在0.95左右,并且在多个真实环境中,模型对于无序队列目标的识别平均准确度能达到91.64%,为流水线中存在紧密排列现象的物品的定位和识别提供了一种有效的解决方法。

关键词：机器视觉深度学习目标检测 YOLOv8

基于上位机的工业机器人磨头工具坐标系自动标定技术研究

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机电工程技术 2024年第7期53卷 1-7,118页

作者：梁忠伟谢智铭梁家健张卫鹏唐荟殷浚彬广州大学机械与电气工程学院广州市工业和信息化委员会机器人及智能装备研究平台广州510006 北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048

将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软... 详细信息

将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软件实现对FANUC M20iA/20M工业机器人磨头工具坐标系的自动标定,包括工具中心点位置标定和工具中心点姿态标定,降低了示教器的介入,减少了标定时间。工具中心点位置标定通过四点标定法求解末端连杆坐标系位姿数据,应用最小二乘法求解磨头工具坐标系位置,采用四元数表示法降低计算量;工具中心点姿态标定保持工具坐标系位姿不变,记录不同标定点的末端连杆坐标系数据,并设计关节运动控制模块、设置坐标系模块和位姿标定线性移动模块。上位机通过Socket与机器人通信联动,发送控制指令,实现自动标定过程控制。仿真与实验结果表明,所设计标定系统能够对磨头工具坐标系实现自动高精度标定,标定精度±0.3 mm,满足实际加工需求,为后续的工业机器人磨抛加工应用奠定了基础。

关键词：上位机工业机器人磨头工具坐标系自动标定

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基于测量的典型工业物联网场景毫米波信道特性分析

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无线电通信技术 2024年

作者：王丽红朱春华杨靖雅河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室河南工业大学河南省粮食光电探测和控制重点实验室河南工业大学河南省粮情智能监测与应用工程研究中心河南省高速铁路运维工程研究中心北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程研究中心

为了更好地补充和扩展典型工业物联网（Industrial Internet of Things， IIoT）场景中毫米波频段电波传播特性的研究，并满足IIoT在连接性、可靠性、安全性、智能化和覆盖性等方面的更高需求，在26 GHz频段下，对典型IIoT场景进行了信... 详细信息

为了更好地补充和扩展典型工业物联网（Industrial Internet of Things， IIoT）场景中毫米波频段电波传播特性的研究，并满足IIoT在连接性、可靠性、安全性、智能化和覆盖性等方面的更高需求，在26 GHz频段下，对典型IIoT场景进行了信道测量与特性分析。研究涉及的典型工业场景包括不同设备布置密度的工业密集场景和工业稀疏场景。基于实测数据，对上述两种工业环境下的信道特征参数进行了萃取，并在此基础上分析和比较了两种典型工业场景的毫米波信道特性。研究发现，由于工业密集场景存在大量金属设备会对信号产生强反射，导致其路径损耗指数小于工业稀疏场景，且莱斯K因子更小、时延扩展更大。当接收端使用相控阵天线时，通过波束跟踪可以实时调整波束方向，从而提高信号的传输效果，减小信号传播时延。对IIoT场景信道特性的准确分析将有助于理解信号在工业环境中的传播规律，预测和评估通信系统的传输可靠性，进而优化系统设计和网络规划，确保IIoT应用的高效稳定运行。

关键词：工业物联网信道特性宽带信道测量毫米波信道

基于跨时间尺度迁移学习的污水处理模型漂移校正方法

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环境科学 2024年

作者：申渝廖万山李慧敏冯东郭智威张冰高旭王建辉陈猷鹏重庆中法环保研发中心有限公司重庆工商大学智能制造服务国际科技合作基地重庆大学环境与生态学院重庆南向泰斯环保技术研究院有限公司

数据是智能运维的核心基础，但当前污水厂数据普遍不足，且污水处理系统状态随内外部环境动态演化。污水厂的智能运维面临着建模难度大，及因系统演化而导致的模型漂移问题。针对该问题，选取水温、水质和微生物状态等都有显著差异的夏... 详细信息

数据是智能运维的核心基础，但当前污水厂数据普遍不足，且污水处理系统状态随内外部环境动态演化。污水厂的智能运维面临着建模难度大，及因系统演化而导致的模型漂移问题。针对该问题，选取水温、水质和微生物状态等都有显著差异的夏冬两季作为典型对比场景，将机制模型与神经网络结合，建立了基于跨时间尺度迁移学习的污水处理模型漂移校正方法。首先，针对数据不足问题，建立并校准活性污泥模型（ASM），以夏季工况数据作为输入，模拟计算运行参数和出水数据，生成模拟运行数据集，实现数据增广和质量提升，用于训练多层感知机神经网络（MLP）模型，结果显示，MLP模型对夏季出水COD、氨氮和总磷等的平均模拟准确率在95%以上；然后，针对模型在冬季工况中出现模拟准确率大幅下降等模型漂移问题，将冬季实测数据作为目标域数据集，以MLP模型作为预训练模型进行迁移学习。结果表明，迁移学习后模型性能显著提升，出水COD、氨氮、总氮和总磷的平均模拟准确率分别提高了21.49%、60.79%、58.14%和46.74%。研究提出的跨时间尺度迁移学习方法，能有效解决模型漂移问题，实现模型对污水处理系统动态演化的跟随响应。

关键词：多层感知机神经网络(MLP)模型机制模型迁移学习模型漂移系统适应性知识迁移

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一种重载码垛机器人结构优化设计方法

工程设计学报 2020年第3期27卷 332-339页

作者：魏雅君邱国梁丁广和杨亮刘桁厦门大学嘉庚学院机电工程学院福建漳州363105 厦门大学嘉庚学院嘉庚-微柏工业机器人创新实验室福建漳州363105 厦门市交通基础设施智能管养工程技术研究中心福建厦门361000

码垛机器人常用于焊接、喷涂、上下料、装配和码垛等工艺,可以提高劳动生产率和保证产品质量。针对现有的重载码垛机器人,使用D-H法构建其运动学方程并利用MATLAB解算其工作空间。联合使用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanic... 详细信息

码垛机器人常用于焊接、喷涂、上下料、装配和码垛等工艺,可以提高劳动生产率和保证产品质量。针对现有的重载码垛机器人,使用D-H法构建其运动学方程并利用MATLAB解算其工作空间。联合使用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)和ANSYS Workbench,分别对重载码垛机器人零部件和整机进行瞬态动力学仿真,得到机器人各零部件所受的应力、应变以及机器人末端变形量等,并将其与试验数据对比,以验证仿真方法的可靠性和准确性。结合响应面法和拓扑法对重载码垛机器人结构进行联合优化,获得其结构的轻量化设计方法。研究表明该方法适用于各类关节型机器人的轻量化设计,可进一步降低机器人的材料、电机和减速器的成本。

关键词：重载码垛机器人运动学方程瞬态动力学仿真轻量化设计

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基于机器视觉的高温环境下物料追溯系统

机械工程与自动化 2024年第3期 1-3页

作者：刘玲玲张宇坤王宏远樊力玮郑州财经学院智能工程学院河南郑州450044 郑州市智能装配制造与物流优化重点实验室河南郑州450044 河南省智能冷链物流装备制造工程技术研究中心河南郑州450044

针对砂芯烘干生产线等高温作业环境的需求,设计了一种基于机器视觉的物料托盘编码与识别系统,并根据现场车间生产状况确定了编码盘的结构以及工业相机和编码盘的安装位置,完成了系统硬件和软件设计。利用图像识别技术对托盘编码进行识... 详细信息

针对砂芯烘干生产线等高温作业环境的需求,设计了一种基于机器视觉的物料托盘编码与识别系统,并根据现场车间生产状况确定了编码盘的结构以及工业相机和编码盘的安装位置,完成了系统硬件和软件设计。利用图像识别技术对托盘编码进行识别、匹配和处理,并通过理论分析和模拟测试验证了该方法具有较高的准确率,故该系统具有一定的推广应用价值。

关键词：机器视觉编码图像识别物料追溯