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工业机器人离线编程系统关键技术的研究

作　者: 孟国军
导　师: 叶伯生
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 工业机器人离线编程运动学轨迹规划程序转换
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 81次
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内容摘要

工业机器人编程方式主要是示教编程和离线编程,面对当前机器人的应用情况和发展需要,示教编程已经难以满足生产需求。离线编程可以克服示教编程的不足,并受到越来越多的重视,因此研究机器人离线编程技术具有重要的应用价值。本文分析了机器人离线编程系统的总体框架,主要研究了机器人运动学、关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划、程序模块和辅助功能模块等机器人离线编程关键技术。在此基础上,针对离线编程的功能需求开发了工业机器人离线编程系统,介绍了其各个基本功能模块的特点和实现方法。利用D-H法实现了6R和5R工业机器人运动学正逆解的算法,针对运动学逆解存在多重解的问题,引入了评价函数,对各组解分析评价,从中选择最优的一组解,并对运动学进行了仿真验证。分析了机器人关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划的方法。主要研究了基于时间最优原则的轨迹规划,通过引入约束条件,计算得到关节轨迹曲线,采用复合形法逐步逼近最优解,实现基于时间最优原则的轨迹规划。研究了基于动能特征的机器人轨迹规划,分别分析了基于动能比例系数的规划和基于动能变化率的规划。研究了自动编程和程序在不同机器人语言之间的转换,开发了离线编程系统,实现了其主要功能。这些关键技术,保证了离线编程的实用性和开放性,具有较高的应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题来源、目的和意义  8-9
  1.2 离线编程研究现状和发展方向  9-12
  1.3 本文主要研究内容  12-14
2 离线编程系统关键技术的开发研究  14-23
  2.1 离线编程系统的总体方案  14-16
  2.2 离线编程的功能模块的研究  16-22
  2.3 本章小结  22-23
3 离线编程系统的机器人运动学研究  23-41
  3.1 6R 运动学研究  24-34
  3.2 5R 运动学研究  34-37
  3.3 与变位机等运动单元的协同运动  37-40
  3.4 本章小结  40-41
4 离线编程系统的机器人轨迹规划  41-53
  4.1 机器人关节空间和笛卡尔空间轨迹规划的方法  41-45
  4.2 时间最优轨迹规划的研究  45-49
  4.3 基于动能特征的机器人轨迹规划的研究  49-52
  4.4 本章小结  52-53
5 离线编程系统的软件实现  53-60
  5.1 自动编程模块的实现  54-56
  5.2 程序转换模块的实现  56-59
  5.3 本章小结  59-60
6 结论和展望  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录  66

工业机器人离线编程系统关键技术的研究

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