多關節(jié)機器人軌跡規(guī)劃及離線編程方法研究.pdf

1、近年來，隨著計算機技術、微電子技術以及網(wǎng)絡通信技術的快速發(fā)展，有力推動了機器人技術的進步，工業(yè)機器人業(yè)已成為現(xiàn)代工業(yè)生產中不可或缺的機電一體化設備，其數(shù)量迅猛增長，應用范圍日益廣泛，標志著工業(yè)生產過程的現(xiàn)代化程度。但是，目前的工業(yè)機器人大多采用示教再現(xiàn)進行編程，工作效率較低；離線編程及遠程控制技術在一定程度上提高了機器人的工作效率，但也只能借助于最基本的差補方式——直線插補、圓弧插補等來完成作業(yè)任務，實現(xiàn)對任意連續(xù)復雜軌跡的運動控制仍是

2、工業(yè)機器人研究與應用的難點與熱點問題之一。
　　 本文在簡述工業(yè)機器人應用與發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，以MOTOMAN-HP20機器人為具體研究對象，就離線仿真軟件、遠程控制軟件、LabVIEW等工具軟件進行了簡要概述，并描述了文章所做的主要工作。系統(tǒng)介紹了機器人軌跡規(guī)劃的相關理論：分析機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——空間直線插補和空間圓弧插補算法進行了闡述；針對機器人在關節(jié)空間中的軌跡規(guī)劃，采用多種不同的插值方

3、式進行了詳細論述。
　　 其次，對機器人運動學的相關理論進行了研究，基于建立運動學模型所采用的D-H方法系統(tǒng)建立了MOTOMAN-HP20多關節(jié)機器人的運動學模型，詳細分析了依據(jù)相關參數(shù)進行MOTOMAN-HP20機器人運動學正解和運動學逆解的求解過程。
　　 再者，針對MOTOMAN-HP20的示教編程、離線編程及遠程控制方法進行了研究：以機器人夾持水杯倒水為例說明了機器人的示教編程方法；并以控制MOTOMAN-HP2

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