工业机器人NURBS自由曲线的轨迹规划

发布时间：2018-03-21 15:49

  本文选题：工业机器人　切入点：非均匀有理B样条(NURBS)　出处：《信息与控制》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对工业机器人笛卡尔空间的非均匀有理B样条(NURBS,nonuniform rational B-spline)曲线轨迹规划控制,采用正弦波加速度曲线速度控制、复合辛普森求积公式来计算NURBS自由曲线轨迹长度,并以最大轮廓误差、最大加速度为约束条件,对工业机器人末端执行NURBS自由曲线的进给速度进行控制.在此基础上,采用阿当姆斯微分方程进行NURBS插补计算,同时对插补过程中曲线位置与姿态的加速度、加加速度进行控制,并采用描述超球面旋转的四元数对机器人运动姿态进行球面线性插补.为机器人的轨迹规划提供了一种高效的解决方案,并在六关节搬运机器人控制系统平台上进行仿真实验与验证通过对自由曲线轨迹的插补步长、实时弓高误差,以及相对偏差的检测与对比,验证了该算法的可行性与有效性.
[Abstract]:Aiming at the trajectory planning control of nonuniform rational B-spline rational B-spline curve of industrial robot in Cartesian space, the velocity control of sine wave acceleration curve and the compound Simpson quadrature formula are used to calculate the trajectory length of NURBS free curve. With the maximum contour error and the maximum acceleration as the constraint conditions, the feed speed of the NURBS free curve at the end of the industrial robot is controlled. On this basis, the NURBS interpolation calculation is carried out by using the Adambs differential equation. At the same time, the acceleration and acceleration of the curve position and attitude during the interpolation process are controlled. The quaternion which describes the hypersphere rotation is used to interpolate the motion attitude of the robot with spherical linear interpolation, which provides an efficient solution for the trajectory planning of the robot. The simulation experiments are carried out on the platform of the six-joint robot control system. The feasibility and effectiveness of the algorithm are verified by the interpolation step size of the free curve trajectory, real-time bow height error and relative deviation detection and comparison.
【作者单位】： 南京工程学院自动化学院;康尼集团国家企业技术中心;
【基金】：江苏省科技支撑计划资助项目(BE2014025)
【分类号】：TP242.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;A NEW METHOD FOR REPRESENTING THE CIRCLE BY NURBS[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;1992年02期

2 ;2-D SHAPE BLENDING OF NURBS CURVE SHAPES[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;1994年01期

3 ;CONSTRUCTING RECTANGULAR NURBS SURFACES IN TERMS OF THREE OF ITS FOUR BOUNDARY CURVES[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;1995年01期

4 秦开怀,龚明伦,童格亮;Fast Ray Tracing NURBS Surfaces[J];Journal of Computer Science and Technology;1996年01期

5 秦开怀;Neural Network Methods for NURBS Curve and Surface Interpolation[J];"Journal of Computer Science and Technology J";1997年01期

6 秦开怀;Representing Quadric Surfaces Using NURBS Surfaces[J];Journal of Computer Science and Technology;1997年03期

7 ;An Efficient Algorithm for the Calculation of NURBS Curves and All Their Derivatives[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;1998年02期

8 薛晓滨,吴六永;The Application of NURBS Modeling Method to Visualization in Engineering Design[J];Journal of Southwest Jiaotong University;1998年01期

9 胡金燕,王仁宏;基于NURBS的圆弧曲线表示方法[J];大连理工大学学报;2001年06期

10 李康宁,杨继平,孙新岭,赵丽新;NURBS曲线的调整方法研究及其在造型中的应用[J];重庆工业高等专科学校学报;2001年03期

相关会议论文 前10条

1 乔学军;刘蓉;;一种构造光滑的闭NURBS曲线的算法及应用[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年

2 陈周锋;武振锋;;NURBS方法在汽车设计应用中的改进[A];第九届中国CAE工程分析技术年会专辑[C];2013年

3 余武志;胡鹏浩;赵前程;;螺杆转子的NURBS建模[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年

4 Limei Wang;Rui Liu;;Research of Direct-drive XY Table Contouring Control Based on NURBS Interpolator[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年

5 王兴波;吴正洪;钟志华;;平面NURBS曲线拐点的分析与控制[A];第一届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2002年

6 孙利君;张彩明;;一种对NURBS曲线进行形状调整的新方法[A];第一届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2002年

7 成敏;王国瑾;;NURBS曲面显式降多阶逼近[A];几何设计与计算的新进展[C];2005年

8 乔志峰;王太勇;胡淼;;具有自适应精度控制功能的五轴NURBS插补方法研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年

9 向长波;许建华;;基于NURBS曲线的不规则物体三维重建与测量[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（一）[C];2009年

10 王楠;张玉;陈铭;梁昌洪;;NURBS曲面的UTD爬行波射线寻迹算法研究[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第三册）[C];2006年

相关博士学位论文 前10条

1 李新康;层合结构等几何分析研究[D];浙江大学;2015年

2 臧婷;基于NURBS的非均质实体建模方法研究[D];河北工业大学;2013年

3 余道洋;基于NURBS的复杂曲线曲面高速高精度加工技术研究[D];合肥工业大学;2014年

4 陈绍平;NURBS曲线及其在船舶型线设计中的应用研究[D];武汉理工大学;2002年

5 玄冠涛;凸轮轮廓NURBS重构与工作特性优化研究[D];山东农业大学;2014年

6 吴继春;曲面数控加工编程轨迹的NURBS拟合及插补算法研究[D];华中科技大学;2012年

7 于丕强;NURBS曲面重构中的几何连续性问题[D];大连理工大学;2002年

8 冀世军;反求工程的NURBS曲面拼接与拟合技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

9 孙海洋;NURBS曲线刀具路径实时插补技术研究[D];国防科学技术大学;2008年

10 徐乐;基于NURBS技术的电大复杂目标RCS预估技术研究[D];西安电子科技大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 王文莉;针对小线段加工的NURBS自适应插补算法的研究[D];山东大学;2015年

2 沈均成;NURBS曲线相关积分量的计算[D];武汉理工大学;2015年

3 王占猛;基于NURBS的逆向工程技术的研究[D];辽宁科技大学;2015年

4 尹乐平;二次NURBS曲线的退化曲线[D];大连理工大学;2015年

5 孙喜庆;小线段轨迹的圆弧拟合和NURBS曲线的离散算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 李业鹏;多约束综合控制的NURBS曲线插补算法及其刀补研究与实现[D];湘潭大学;2015年

7 王静;基于NURBS的隧道与地层一体化三维建模[D];湖南科技大学;2015年

8 张君;面向连续短线段高速加工的平滑转接及前瞻控制研究[D];上海工程技术大学;2016年

9 申强强;基于NURBS建模的反射面天线赋形与优化[D];南京理工大学;2016年

10 张小燕;封边曲线NURBS插值和偏置算法研究[D];东北林业大学;2016年

，

本文编号：1644524