面向表面制造的機(jī)器人工具軌跡規(guī)劃方法.pdf

1、分類(lèi)號(hào)至￡2壘212UDC62l碩士學(xué)位論文編號(hào)面向表面制造的機(jī)器人工具軌跡規(guī)劃方法徐杰論文答辯日期答辯委員會(huì)主席奎尚堊學(xué)位授予日期20141230面向表面制造的機(jī)器人工具軌跡規(guī)劃方法摘要在表面自動(dòng)化制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于機(jī)器人銑削、磨削、自動(dòng)噴涂、快速成型、拋光、清洗、焊接、切割、雕刻等各個(gè)行業(yè)，其中機(jī)器人工具軌跡規(guī)劃是其關(guān)鍵作業(yè)步驟之一。目前機(jī)器人表面制造作業(yè)中傳統(tǒng)人工示教方法存在著耗時(shí)長(zhǎng)、易出錯(cuò)和過(guò)于依賴(lài)工人技術(shù)等問(wèn)題；而

2、且與傳統(tǒng)的機(jī)床加工相比，采用機(jī)器人進(jìn)行表面制造具有自由度多運(yùn)動(dòng)靈活、工作范圍廣等優(yōu)點(diǎn)從而可以保證末端較高的位姿精度，提高工件加工質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于復(fù)雜表面的工件加工通過(guò)離線(xiàn)方式規(guī)劃好機(jī)器人作業(yè)軌跡可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和提高生產(chǎn)效率。由此對(duì)機(jī)器人表面制造工具軌跡規(guī)劃方法研究成為工業(yè)機(jī)器人表面制造作業(yè)中一個(gè)重要內(nèi)容。機(jī)器人表面制造工具軌跡規(guī)劃方法研究首先對(duì)目前存在的機(jī)器人姿態(tài)控制方法與路徑規(guī)劃方法進(jìn)行對(duì)比分析，針對(duì)研究對(duì)象為銑削加工，為滿(mǎn)足加工與

3、使用要求，確定采用歐拉角插補(bǔ)方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人變姿態(tài)運(yùn)動(dòng)，并以此方式實(shí)現(xiàn)空間直線(xiàn)、圓弧等軌跡插補(bǔ)算法，并且對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制時(shí)遇到機(jī)器人工作范圍內(nèi)奇異點(diǎn)導(dǎo)致逆運(yùn)動(dòng)學(xué)無(wú)解等問(wèn)題通過(guò)采用隨機(jī)概率方法對(duì)機(jī)器人工作空間進(jìn)行分析從而確定工件完備的工作位置。其次，設(shè)計(jì)機(jī)器人工具軌跡規(guī)劃系統(tǒng)整體架構(gòu)，在三維軟件Pro／E中建立工件CAD模型，使用一組等間距平面面族與模型直接進(jìn)行求交，通過(guò)交線(xiàn)獲得路徑節(jié)點(diǎn)，在Matlab中對(duì)路徑節(jié)點(diǎn)處姿態(tài)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)機(jī)器人