7月22日,,,,,,,,优德官网 有幸约请到清华大学自动化系的李翔教授为我们带来主题为“Robotic Manipulation of Deformable Objects in 3C Manufacturing”的直播讲座。。。。。。。讲座由我院孙正隆教授担当主持人,,,,,,,,孙教授同时也是香港中文大学(深圳)理工学院助理教授。。。。。。。讲座最先,,,,,,,,由孙教授向各人先容李翔教授的学术生涯履历与主要研究偏向。。。。。。。李教授简朴先容了本次讲座的主要内容:基于视觉伺服的机械人操作在柔性 PCB、USB 线制造以及柔性子料的形态控制方面的应用,,,,,,,,以及相关的实验历程,,,,,,,,最后是本次讲座的总结和问答环节。。。。。。。
首先,,,,,,,,李教授向各人先容了小我私家的科研履历和配景,,,,,,,,包括显微镜下细胞操作、外骨骼、手术机械人及一些工业项目。。。。。。。这些科研都是基于要解决机械人操作中的非结构情形、不确定性、和未知模子等共性问题。。。。。。。

(图一 视觉控制操作应用配景)

(图二 视觉控制操作应用远景)
在应用远景方面,,,,,,,,李教授批注3C(Computer, Communication and Consumer Electronics)产品现在有着重大的需求,,,,,,,,与之相关的制造历程,,,,,,,,例如 flexible PCBs 和 USB wires 的制造与装配,,,,,,,,机械人加入度不高,,,,,,,,并且不少环节需要人工,,,,,,,,既费时又艰辛,,,,,,,,长时间事情易疲劳,,,,,,,,导致产品质量下降、人力清静等问题。。。。。。。该手艺的市场需求重大,,,,,,,,仅在苹果手机的 USB 接线环节,,,,,,,,单季度的需求量就抵达7600万,,,,,,,,而这内里的人工环节很容易造成产品质量问题,,,,,,,,且疲劳也易造成清静问题。。。。。。。同时,,,,,,,,机械人关于可形变的物体举行操作也保存许多值得研究的问题。。。。。。。现在的机械人研究,,,,,,,,往往假定机械人与物体的接触总是稳固的,,,,,,,,且无法应用于高速场景以免失去稳固性。。。。。。。而李教授的团队,,,,,,,,在机械人接触可形变物体方面的可行性,,,,,,,,自动化水平和稳固性方面做出了孝顺。。。。。。。
随后,,,,,,,,李教授先以柔性PCB焊接为例,,,,,,,,先容了协作焊接PCB机械人的焦点设计原理。。。。。。。通过视觉对情形举行参数收罗、团结深度、形变模子、相机模子和正向运动学的雅可比矩阵,,,,,,,,把枢纽速率换算成特征速率,,,,,,,,从而妄想机械人操作路径。。。。。。。

(图三 焊接PCB机械人焦点设计原理图)
在此基础上,,,,,,,,李教授展示了基于视觉的机械人柔性制造的总体控制战略方框图。。。。。。。浚浚浚??刂破魇够等四芄蛔远哟ト嵝 PCB 并使其自动变形至所需的形态,,,,,,,,在自动焊接机中举行焊接。。。。。。。接触和自动变形的操作都可以平滑地集成到单个一连控制器中,,,,,,,,并且可以通过在线评估物理接触来自动切换控制状态。。。。。。。李教授还诠释了用于迫近未知变形模子和未校准相机模子的自顺应神经网络手艺。。。。。。。应用这种控制要领,,,,,,,,闭环系统的动态稳固性可以使用 Lyapunov 要领严酷证实,,,,,,,,最后李教授展示了实验效果来说明系统控制效果。。。。。。。

(图四 基于视觉焊接机械人制造flexible PCBs总体控制战略方框图)
接下来,,,,,,,,李教授先容了另一个基于视觉的使用示例,,,,,,,,即 USB 线的自动组装。。。。。。。它需要对四种颜色(红色,,,,,,,,白色,,,,,,,,绿色和玄色)举行排序,,,,,,,,使机械捉住它们并将其放入支架中以举行机械焊接。。。。。。。浚浚浚??翁庾榭⒘艘恢至郊斗植憧刂普铰,,,,,,,,并将其嵌入到控制器中,,,,,,,,其中 Level-I 认真电线的抓取和使用,,,,,,,,而 Level-II 认真遵照 USB 颜色代码以实现电线对齐。。。。。。。这个控制器可以使机械人实现自动抓取、使用和对齐导线。。。。。。。之后李教授展示了两种类型的实验效果。。。。。。。

(图五 USB wires装配机械人基于视觉控制原理图)

(图六 可形变线性物体基于视觉机械人控制原理图)
最后,,,,,,,,李教授先容了基于视觉的线性可变形物体的机械人操作研究。。。。。。。关于机械人来说,,,,,,,,操作线性可变形物体(DLO,,,,,,,,例如电线,,,,,,,,电缆,,,,,,,,绳索)酿成所预定的形状很是难题,,,,,,,,由于 DLO 不但具有很高的自由度(DOF),,,,,,,,且沿 DLO 的多个特征点具有细密耦合的特征。。。。。。。为相识决相关问题,,,,,,,,李教授提出了一种基于模子的机械人控制计划。。。。。。。首先将 DLO 的形状用多个特征点体现,,,,,,,,然后把控制目的指定为一系列动态区域,,,,,,,,在这些区域中,,,,,,,,一个特征点可以在响应区域内自由移动,,,,,,,,以顺应其他点的移动。。。。。。。之后对多个特征点以顺序方法举行操作,,,,,,,,以使可控输入始终大于或即是误差输出。。。。。。。李教授诠释了相关的控制原理并演示了实验,,,,,,,,这项研究很是有趣和具备启发性,,,,,,,,给人留下很是深刻的印象。。。。。。。
在演讲末尾,,,,,,,,李教授谢谢了团队的研究职员,,,,,,,,并与线上加入的同砚举行了友好的互动。。。。。。。
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