跨平臺(tái)工業(yè)機(jī)器人離線編程系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、工業(yè)機(jī)器人的編程方式主要有示教再現(xiàn)編程和離線編程,其可編程能力決定了其功能的靈活性和智能性。目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的機(jī)器人示教再現(xiàn)編程方式因?yàn)槠渚幊绦实拖拢y以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求;而國(guó)外普遍流行的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)均基于PC,不能跟機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)合形成閉環(huán),另外軌跡規(guī)劃算法耗時(shí)長(zhǎng)。針對(duì)以上存在的問題,本文初次嘗試開發(fā)了一套能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的工業(yè)機(jī)器人跨平臺(tái)離線編程系統(tǒng),為以后把離線編程整合到機(jī)器人控制系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。本文主要工作如下:

2、r>  針對(duì)市場(chǎng)上眾多離線編程軟件對(duì)硬件平臺(tái)的高依賴性,本文提出開發(fā)一套能滿足嵌入式移動(dòng)端的跨平臺(tái)離線編程系統(tǒng)。對(duì)眾多開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行了大量的對(duì)比分析后,選定Unity3D軟件作為本系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)。Unity3D具備眾多優(yōu)勢(shì),如完備的引擎功能、高效的工作流程、逼真的畫面效果以及跨平臺(tái)發(fā)布等,為本文開發(fā)跨平臺(tái)工業(yè)機(jī)器人離線編程系統(tǒng)奠定了平臺(tái)基礎(chǔ)。
  針對(duì)目前工業(yè)上廣泛使用的一類六軸串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人,使用D-H參數(shù)法對(duì)其建立了數(shù)學(xué)模型,并

3、推導(dǎo)了該類型機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。另外,針對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解存在多解問題,引入了基于最小轉(zhuǎn)動(dòng)量的評(píng)價(jià)函數(shù),最后編程實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,為離線編程系統(tǒng)的軌跡規(guī)劃奠定了理論基礎(chǔ)。
  本文提出了一種機(jī)器人空間圓弧插補(bǔ)算法,利用把空間圓弧轉(zhuǎn)化為平面圓弧進(jìn)行處理,再通過逆轉(zhuǎn)化來分配各個(gè)軸向的插補(bǔ)量。另外,本離線編程系統(tǒng)還針對(duì)教育領(lǐng)域加入了TCP標(biāo)定功能,推導(dǎo)了用三點(diǎn)法、五點(diǎn)法求出TCP的位置與姿態(tài)的算法,并且跟實(shí)體機(jī)器人的TCP標(biāo)定

4、算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證。接著還實(shí)現(xiàn)了固定TCP模式與外部TCP模式下的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃算法。
  本文討論了當(dāng)前變位機(jī)與機(jī)器人七軸聯(lián)動(dòng)軌跡規(guī)劃算法的原理及其計(jì)算量大、耗資源等不足。針對(duì)此算法的不足,本文提出了一種快速搜索算法,把變位機(jī)作為主動(dòng)臂,工業(yè)機(jī)器人作為從動(dòng)臂,基于三次多項(xiàng)式擬合姿態(tài)曲線,得出路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的每個(gè)關(guān)節(jié)的角度。本算法具有響應(yīng)速度快、計(jì)算精確等優(yōu)勢(shì),并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證適用于軌跡形狀不是特別復(fù)雜的開閉環(huán)曲線。
  針對(duì)

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