复杂型面模具表面处理的六轴机器人离线编程与仿真

发布时间：2020-06-05 18:38

【摘要】：随着工业自动化迅猛发展,机器人的工作对象也越来越趋近于精密化、复杂化和广泛化。尤其对于用于精密化表面处理工艺,诸如表面喷涂、激光和等离子表面改性等,应用于这些领域的机器人需要完成对曲面的作业过程,这一过程中不仅需要精确控制机器人的运行轨迹,还需要实时控制作业过程中的工艺参数,人工寻点示教方法及现有的离线编程系统均无法满足这些作业要求。基于以上问题,本文以华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室的六轴工业机器人为基础,开发了一种面向复杂模具型面的表面处理工艺的工业机器人离线编程与仿真系统。本文针对该系统主要开展了以下几个方面的工作:分析工业机器人运动学原理,采用标准D-H参数建模方法,建立机器人各关节的齐次变换矩阵,求得机器人运动学正解,并采用臂腕分离法推导出机器人运动学逆解公式,进而提出了一种姿态优化算法,在六轴工业机器人的多个逆解中确定出机器人运动的最优解。规划工业机器人的加工轨迹,利用等残余高度的迭代算法,获得了待加工曲面的刀位轨迹数据。通过标定加工坐标系,计算机器人运动学逆解及姿态优化算法,将待加工曲面的轨迹数据转换为工业机器人的关节运动轨迹文件。基于MATLAB中Robotics Toolbox工具箱对机器人进行建模,并对机器人待作业轨迹文件进行模拟仿真,观察运动过程是否平滑连续,是否存在碰撞干涉危险,验证了机器人轨迹规划的合理性和正确性。本文最后提出了工业机器人离线编程与仿真系统的整体架构和实例分析,通过实验表明了该系统的可行性和稳定性,同时也证明了本系统所用算法、模型的正确性。本系统可以有效避免机器人加工过程中出现的代码错误、关节干涉、运动卡顿等问题,显著提高了六轴工业机器人的加工精度和编程效率。
【图文】：

本文的技术路线图

图 2.1 位置表示定在物体末端的坐标系{B}的方向来描标系{B}的三个坐标轴的单位矢量来表 313233212223111213rrrrrrrrrRXYZABABABAB
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4;TP242

【参考文献】

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本文编号：2698450