機(jī)床工件搬運(yùn)六自由度工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、目前機(jī)床行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展變得越來越重要。采用工業(yè)機(jī)器人，不僅能提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，還能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品制造周期，大幅度降低成本。在工業(yè)生產(chǎn)中，搬運(yùn)機(jī)器人動(dòng)作靈活，特別是六自由度工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人具有非常好的柔性，因此它能夠改善工人的勞動(dòng)條件，節(jié)約原材料的消耗，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本文在機(jī)床工件搬運(yùn)六自由度工業(yè)機(jī)器人方面的主要研究工作如下：
　　研究分析了六自由度工業(yè)機(jī)

2、器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題。根據(jù)D-H法建立了工業(yè)機(jī)器人空間坐標(biāo)系，分析說明了兩相鄰坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系，并推導(dǎo)出了其轉(zhuǎn)換矩陣。在求解六自由度工業(yè)機(jī)器人正逆解的過程中，根據(jù)用到的系數(shù)的個(gè)數(shù)不同，提出了三種建立坐標(biāo)系的方法。通過對(duì)六自由度工業(yè)機(jī)器人正逆解的分析得出，用第三種方法建立坐標(biāo)系最優(yōu)。在求解六自由度工業(yè)機(jī)器人正逆解過程中分別對(duì)求得的正解結(jié)果和逆解結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　研究分析了六自由度工業(yè)機(jī)器人的空間軌跡規(guī)劃問題。對(duì)六自由度工業(yè)機(jī)

3、器人分別在直角坐標(biāo)空間和關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間進(jìn)行了軌跡規(guī)劃的研究與分析。并通過MATLAB軟件對(duì)關(guān)節(jié)空間中的三次多項(xiàng)式插值算法和五次多項(xiàng)式插值算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，五次多項(xiàng)式插值算法可以保證各關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過程中關(guān)節(jié)角、角速度和角加速度都是連續(xù)的，可使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。由于本課題研究的是點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，要求精度較高，故在運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃中選用了五次多項(xiàng)式插值算法。
　　設(shè)計(jì)了六自由度工業(yè)機(jī)器人硬件控制系統(tǒng)。在硬件控制系統(tǒng)中主要提出了硬件

4、系統(tǒng)的總體方案，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)控制器的選擇和伺服電機(jī)的選型，設(shè)計(jì)了硬件控制系統(tǒng)中各部件之間的連接，包括各部分硬件與控制器接口板之間的連接，脈沖量輸出信號(hào)的連接，運(yùn)動(dòng)控制器與伺服系統(tǒng)之間的連接等。
　　設(shè)計(jì)了六自由度工業(yè)機(jī)器人軟件控制系統(tǒng)。在軟件控制系統(tǒng)中主要設(shè)計(jì)了程序模塊、系統(tǒng)初始化模塊、運(yùn)動(dòng)模塊、示教再現(xiàn)模塊、限位急停模塊和人機(jī)交互界面。本軟件控制系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，主要包括主界面、JOG運(yùn)動(dòng)控制界面、示教再現(xiàn)界面、正逆解界面、關(guān)節(jié)