六自由度噴漆機器人及其控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、噴漆是一種機械的重復性運動，傳統(tǒng)的噴漆方式，噴漆質(zhì)量僅取決于工人的經(jīng)驗及熟練度，效率低、浪費原材料，且工人長期處在有害的環(huán)境下，而僅憑經(jīng)驗無法獲得極佳的噴涂效果。隨著計算機控制的噴漆機器人的投入運用，對減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗，都有著十分重要的意義。本文的研究對象是深圳固高科技六自由度噴漆機器人，主要針對機器人運動學、軌跡規(guī)劃、控制系統(tǒng)三方面進行了研究，主要成果如下：
　　 首先，對噴漆機器人建立了基于D-H

2、表示法的連桿變換矩陣，并進行了參數(shù)設計，討論了該機器人的運動學問題，推導出運動學正、逆問題的求解公式，并進行驗證。結合機器人自身的結構和已知的關節(jié)角范圍，得出機器人末端的工作空間范圍。重點討論了機器人關節(jié)空間軌跡規(guī)劃法，分別用三次多項式法、五次多項式法以及高級多項式法，來確定描繪出機器人各關節(jié)角位移、角速度、角加速度的方法。
　　 其次，借助于Matlab環(huán)境下的機器人工具箱，建立起機器人仿真模型，進行了運動學仿真，并采用高次多

3、項式軌跡規(guī)劃法，使機器人按照規(guī)定的路徑繪制出機器人運動仿真圖，得出了六個關節(jié)位移、速度、加速度曲線，所得結果均符合要求。給出了軌跡規(guī)劃的實例分析，編寫程序，得出了機器人在空間中繪制正方形的仿真實例，以及機器人實體模型的演示。
　　 最后，分析了機器人控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程。擬采用上位機為計算機，下位機為PHILP公司的P89V51RD2單片機，以單關節(jié)控制系統(tǒng)為研究重點，步進電機為驅動器，設計出單關節(jié)控制系統(tǒng)的硬件電路與軟件系統(tǒng)。并