多關(guān)節(jié)機(jī)器人軌跡規(guī)劃及離線編程方法研究.pdf

1、近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，有力推動了機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人業(yè)已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的機(jī)電一體化設(shè)備，其數(shù)量迅猛增長，應(yīng)用范圍日益廣泛，標(biāo)志著工業(yè)生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化程度。但是，目前的工業(yè)機(jī)器人大多采用示教再現(xiàn)進(jìn)行編程，工作效率較低；離線編程及遠(yuǎn)程控制技術(shù)在一定程度上提高了機(jī)器人的工作效率，但也只能借助于最基本的差補(bǔ)方式——直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等來完成作業(yè)任務(wù)，實現(xiàn)對任意連續(xù)復(fù)雜軌跡的運(yùn)動控制仍是

2、工業(yè)機(jī)器人研究與應(yīng)用的難點(diǎn)與熱點(diǎn)問題之一。
　　 本文在簡述工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以MOTOMAN-HP20機(jī)器人為具體研究對象，就離線仿真軟件、遠(yuǎn)程控制軟件、LabVIEW等工具軟件進(jìn)行了簡要概述，并描述了文章所做的主要工作。系統(tǒng)介紹了機(jī)器人軌跡規(guī)劃的相關(guān)理論：分析機(jī)器人位置控制方法的同時，對軌跡規(guī)劃中基本的插值方式——空間直線插補(bǔ)和空間圓弧插補(bǔ)算法進(jìn)行了闡述；針對機(jī)器人在關(guān)節(jié)空間中的軌跡規(guī)劃，采用多種不同的插值方

3、式進(jìn)行了詳細(xì)論述。
　　 其次，對機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的相關(guān)理論進(jìn)行了研究，基于建立運(yùn)動學(xué)模型所采用的D-H方法系統(tǒng)建立了MOTOMAN-HP20多關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型，詳細(xì)分析了依據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行MOTOMAN-HP20機(jī)器人運(yùn)動學(xué)正解和運(yùn)動學(xué)逆解的求解過程。
　　 再者，針對MOTOMAN-HP20的示教編程、離線編程及遠(yuǎn)程控制方法進(jìn)行了研究：以機(jī)器人夾持水杯倒水為例說明了機(jī)器人的示教編程方法；并以控制MOTOMAN-HP2

4、0機(jī)器人對12個堆放整齊的矩形零件進(jìn)行搬運(yùn)為例，通過遠(yuǎn)程控制軟件MOTOCOM32實現(xiàn)機(jī)器人控制柜NX100與計算機(jī)之間的通信，從而操控機(jī)器人碼垛；提出了現(xiàn)有機(jī)器人離線編程軟件存在的不足之處。
　　 最后，以LabVIEW為基礎(chǔ)平臺，設(shè)計、開發(fā)了一種新的離線編程軟件，可以實現(xiàn)HP20多關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正解與逆解運(yùn)算，可完成空間任意兩個約束點(diǎn)之間的直線插補(bǔ)和空間任意三個約束點(diǎn)間的圓弧插補(bǔ)。對于空間任意已知解析式的自由曲線能夠較好